میثم لشنی زند- Meysam Lashani Zand
عنوان : اصلاح¬سازي يك آلياژ آلومينيوم-سيليسيم هيپويوتكتيك با سديم به روش در قالب
TITLE : Modification of an hypoeutectic Al-Si alloys with sodium by in mold method
آلياژهاي آلومينيوم- سيليسيم به دليل داشتن سياليت عالي و، قابليت ريختهگري و مقاومت به خوردگي خوب كاربردهاي زيادي در صنايع مختلف دارند. اين آلياژها استحكام بالا، قابليت ماشينكاري ضعيف و انعطافپذيري نسبتا پاييني دارند. انعطافپذيري آلياژهاي آلومينيوم- سيليسيم تابعي از مقدار ناخالصيهاي موجود در آلياژ و خصوصيات ريزساختاري به خصوص مورفولوژي و ابعاد ذرات سيليسيم يوتكتيكي است. با اصلاح ساختار يوتكتيك در آلياژهاي آلومينيوم- سيليسيم، استحكام، انعطاف پذيري و قابليت ريختهگري آنها بهبود پيدا ميكند. در اين پژوهش اصلاحسازي آلياژ AS7U3G بهروش در قالب انجام شد. اصلاحسازي توسط نمك NaCl 44%wt-KCl 44%wt-NaF 12%wt با درصدهاي وزني 33/0، 5/0 و 1 و در دماهاي 650، 700، 750 و 800 درجه سانتيگراد انجام شد. بهترين درصد ماده اصلاحساز 1 و بهترين دما براي اصلاحسازي 800 درجه سانتيگراد تعيين شد. مشخص شد كه در لحظه اول واكنش سديم بيشترين تاثير را بر اصلاحسازي دارد چرا كه با گذشت زمان سديم از بين ميرود. بررسيهاي ريزساختار، تخلخل و خواص مكانيكي گوياي اين موضوع بود كه در صورتي اصلاحسازي تاثير مثبتي بر روي خواص مكانيكي دارد كه در بهترين حالت خود باشد در غيراينصورت اثر مخرب و زيان آور بر خواص مكانيكي بهجاي ميگذارد. بدينصورت كه با اصلاحسازي بهصورت كامل و بهصورت ناقص استحكام كششي بهترتيب 20 درصد افزايش و 5 درصد كاهش پيدا كرد. اصلاحسازي آلياژ AS7U3G توسط استرانسيم تحت زمانهاي ماندگاري مختلف اين عنصر در مذاب انجام شد. رشد تيغههاي سيليسيم يوتكتيك توسط مكانيزم TPRE شرح داده شده است. با بررسي ريزساختار اصلاح شده نمونه در قالب توسط سديم و همچنين نمونههاي اصلاحشده بهروش معمول توسط استرانسيم، تفاوت در مكانيزمهاي اصلاحسازي مشاهده شد. بدينصورت كه در اصلاحسازي توسط سديم در بهترين حالت ممكن نميتواند مكانيزم TPRE را متوقف كند و هميشه حالت سوزني شكل تيغهها تاحدودي حفظ ميشود. در رابطه با استرانسيم ميتوان گفت كه با افزايش زمان ماندگاري اين عنصر در مذاب به مرور زمان از فعاليت مكانيزم TPRE كاسته شده و با گذشت 7 ساعت اين مكانيزم تقريبا بهطور كامل متوقف ميشود و رشد از حالت سوزني به كاملا گلوبولي تغيير ميكند. در ادامه با بررسي ريزساختار و انجام تستهاي آناليز حرارتي و آزمون كشش، ارتباط بين مشخصات ريزساختاري و خواص مكانيكي (رابطه هال-پچ اصلاح شده) و همچنين ارتباط فاصله بازوهاي ثانويه و متغيرهاي حرارتي براي آلياژ AS7U3G بهدست آمد.
كلمات كليدي: آلياژ AS7U3G، اصلاحسازي، سديم، استرانسيم، مكانيزمهاي اصلاحسازي، خواص مكانيكي، ريزساختار
Abstract
Aluminum-Silicon-Copper alloys are the most commonly industrially used family of aluminum alloys because of their high specific strength as well as good castability and corrosion resistance. Ductility of aluminum- silicon alloys is a function of the amount of impurities in the alloys and microstructure features particularly morphology and silicon eutectic particle size. strength, ductility and castability of Aluminum- silicon alloys can improve by eutectic modified structure. In this research modification of aluminum-silicon alloys were carried out by in-mold method. Modification were done by salt NaCl 44%wt-KCl 44%wt-NaF 12%wt with various temperature and various weight percentage. It was found combination of sodium and melt of aluminum- silicon alloys offers advantage in initial effectiveness. Tensile properties were increased by about 20% compared with unmodified aluminum- silicon alloys. The TPRE model is the best available model for the growth of plate like silicon. It was found at strontium concentration about 0.02, and with over time about 7 hours, in this condition may be sufficient to suppress completely the TPRE growth. As well as the effect of cooling rate on microstructural features and mechanical properties of AS7U3G alloy was investigated and the modified Hall-Petch equation constants of the alloy were determined.
Keywords: aluminum- silicon- copper, modification, in-mold, TPRE, mechanical properties, microstructure
