عنوان پایان‌نامه

بررسی ترکیب شیمیایی جهت دار



    دانشجو در تاریخ ۳۰ مهر ۱۳۸۷ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بررسی ترکیب شیمیایی جهت دار" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی مواد-ریخته‌گری‌
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40262;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 718
    تاریخ دفاع
    ۳۰ مهر ۱۳۸۷
    دانشجو
    عمادالدین اویسی
    استاد راهنما
    فرشاد اخلاقی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    مواد تابعی (FGM) از جمله موادی هستند که به¬واسطه تغییر تدریجی ترکیب شیمیایی، توزیع، جهت¬گیری و یا اندازه فاز تقویت کننده در یک یا چند بعد خواص متفاوتی را در مناطق مختلف از خود بروز می¬دهند. این تغییر تدریجی ساختار و خواص منجر به گسترش کاربرد این¬گونه مواد در مواردی که نیاز به خواص متفاوت در مناطق مختلف می¬باشد شده است. یکی از روش¬های تهیه مواد تابعی روش ریخته¬گری گریز از مرکز می¬باشد که مبنای آن جدایش ترکیبات موجود در یک ماده با چگالی متفاوت تحت اثر نیروی گریز از مرکز می¬باشد. در پژوهش حاضر دو آلیاژ هایپریوتکتیک Si%wt.20Al- و Si%wt.30Al- در منطقه دمایی نیمه¬جامد تحت نیروی گریز از مرکز هم¬دما قرار گرفته و مواد تابعی با تغییر تدریجی میزان میزان سیلیسیم اولیه در یک بعد تهیه شد. در ابتدای پژوهش به منظور بررسی دامنه تغییرات موثر در منطقه دمایی نیمه¬جامد، آزمایش¬هایی به روش جدایش ثقلی روی آلیاژ Si%wt.20Al- انجام شد. نتایج بررسی ریزساختار و سختی سنجی مناطق مختلف نشان داد که نگهداری آلیاژ در منطقه دمایی نیمه¬جامد (دماهای 630 و یا 650 درجه سانتی¬گراد) به مدت 10 دقیقه سبب جدایش ذرات سیلیسیم به نحو مطلوبی می¬شود که متفاوت بودن مقاومت به سایش مناطق مختلف این نمونه¬ها نیز ایجاد خاصیت تابعی در این آلیاژ را تائید نمود. در روش گریز از مرکز چهار سرعت دوران 950، 1100، 1200 و 1350 دور در دقیقه در نظر گرفته شد و به منظور ایجاد جدایش، هر دو آلیاژ در قالب¬های مخصوصی به مدت 2 تا 10 دقیقه در دمای 630 درجه سانتی¬گراد و به صورت هم¬دما در محلی داخل کوره که در فاصله 15 سانتی¬متری از مرکز دوران قرار داشت تحت این سرعت¬ها به چرخش درآمدند. نتایج بررسی¬های ریزساختاری روی کسر حجمی و میانگین اندازه ذرات سیلیسیم اولیه همراه با سختی سنجی نشان داد که با افزایش سرعت دوران پدیده جدایش تسریع شده و افزایش زمان دوران باعث ریز شدن ذرات سیلیسیم اولیه می¬شود که این پدیده در سرعت¬های دوران بالاتر تشدید می¬شود. افزایش ویسکوزیته زمینه در آلیاژ Si%wt.30Al- سبب کند شدن روند مهاجرت ذرات می¬شود. نتایج بررسی¬های خوردگی از روش پلاریزاسیون در محلول آب نمک نیز حاکی از متفاوت بودن مقاومت به خوردگی در مناطق مختلف نمونه¬ها بود. کلمات کلیدی : مواد تابعی، ریخته¬گری گریز از مرکز هم¬دما، آلیاژ هایپریوتکتیک آلومینیم- سیلیسیم، سیلیسیم اولیه
    Abstract
    In Functionally Graded Materials (FGMs) the chemical composition, distribution, size and/or volume fraction of reinforcement particles vary continuously along specific directions, resulting in graded properties. FGMs are widely used in practical applications where a combination of different properties is required. Centrifugal casting is a proper method for fabricating FGMs. This method is based on the movement of solid particles dispersed in a semisolid or molten matrix under the action of centrifugal forces. The different densities of these constituents results in their separation and leads to a continuous composition variation. In the present research, functionally graded hypereutectic Al-Si composites were prepared by using Al-20wt.%Si and Al-30wt.%Si alloys as feedstocks, and applying the centrifugal forces on them isothermally at a temperature within their solidification range. First of all, a series of preliminary experiments based on gravity segregation method were performed on the Al-20wt.%Si alloy to estimate the optimum operating temperature. Results of microstructure studies and hardness measurements along the height of samples showed that holding the alloy for 10 minutes at relatively high temperatures within the semisolid temperature region (630 or 650°C) results in complete segregation of primary silicon particles towards the top of the sample. The results of pin on disk wear tests conducted on four different regions of these samples confirmed a gradual change in wear rate. In the centrifugal casting experiments the effect of rotation speed (950, 1100, 1200, and 1350 rpm) and rotation time (2 to 10 minutes) on the distribution of primary silicon particles in Al-20wt.%Si and Al-30wt.%Si alloy at 630°C were quantified using hardness measurements and metallographic image analysis conducted along the length of samples. The results indicated the intensified segregation of the primary silicon particles at higher rotation speeds. Also, the average diameter of these particles decreased with increasing the rotation time and increasing the rotation speed. However, higher viscosity of Al-30wt.%Si hampered the movement of silicon particles in the alloy as compared with Al-20wt.%Si alloy. The corrosion tests conducted on the different regions of the centrifugally cast samples in a 3.5wt.% NaCl standard solution revealed different corrosion rates along the length of samples. Keywords: Functionally Graded Material (FGM); Isothermal centrifugal casting; Hypereutectic Al-Si alloy; Primary silicon particle