عنوان پایان‌نامه
تاثیر افزودن سیلسیم مس و نیکل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42933;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 765
- تاریخ دفاع
- ۰۸ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- سروش سمیانی
- استاد راهنما
- رضا محمودی
- چکیده
- چکیده: در پژوهش حاضر، تأثیر افزودن عناصر سیلیسیم، مس، نیکل و زیرکونیم بر پیر سختی و خواص استحکامی و سایشی آلیاژهای ریختگی Al-Si پیستون مورد بررسی قرار گرفته است. آلیاژهای مورد مقایسه LM13، LM28، 3HA و M3HA هستند. LM13 با ترکیب Al-11.4Si-1.2Cu-0.9Mg-1.0Ni آلیاژ پیستون موتورهای بنزینی است. LM28 با ترکیب Al-17.2Si-1.3Cu-0.8Mg-0.9Ni آلیاژ پیستون موتورهای دیزلی است. 3HA با ترکیب Al-12.3Si-3.3Cu-0.8Mg-2.3Ni-0.05Zr حاوی درصد بالاتری از عناصر آلیاژی است و M3HA حالت بهینه شده 3HA به دلیل بهسازی کامل¬تر با افزودن درصد بالاتر استرانسیم است. اثر پارامترهای مختلف عملیات حرارتی، شامل تغییرات زمان محلول¬سازی، دما و زمان پیرسازی بر پیرسختی این آلیاژها، مورد بررسی قرار گرفته است و عملیات حرارتی بهینه برای ایجاد سختی حداکثر در آلیاژها به دست آمد. بررسی ریزساختاری آلیاژها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نوری و آنالیز EDX انجام شد. همچنین آزمایش فشار در دماهای 25، 100 و °C 200 برای نمونه¬های مختلف در حالت ریختگی و عملیات حرارتی شده انجام شد. آزمایش سایش در دمای °C 25 و تحت نیروهای اعمالی 20، 40 و N 80، با سرعت لغزش m/s 5/0 در مسافت لغزش m 1000، بر روی نمونه¬های عملیات حرارتی شده توسط دستگاه سایش پین روی دیسک انجام شد. مشاهده شد که آلیاژ 3HA و M3HA به علت ترکیب شیمیایی غنی از عناصر آلیاژی و زیرکونیم، از نظر خواص سختی و استحکام بهترین شرایط را دارند. آلیاژ LM28 در نیروی اعمالی 20 وN 40 بالاترین مقاومت به سایش را دارد. اما در بار N 80 آلیاژهای 3HA و M3HA بالاترین مقاومت به سایش را دارد. در کلیه خواص مکانیکی بررسی شده آلیاژ M3HA به دلیل ظرافت بیشتر ذرات سیلیسیم یوتکتیک، خواص مکانیکی بالاتری نسبت به آلیاژ 3HA دارد. با توجه به نتایج به دست آمده، به نظر می¬رسد آلیاژ جدید بتواند با بهینه¬سازی ترکیب شیمیایی و شرایط ریخته¬گری، برای کاربرد به عنوان آلیاژ پیستون موتورهای بنزینی با مقاومت به سایش و استحکام بالاتر مورد استفاده واقع شود.
- Abstract
- Abstract: In this study, the effects of various Si, Cu, Ni and Zr additions on aging and mechanical properties of cast Al-Si alloys were investigated. Different alloys of LM13, LM28, 3HA and M3HA were compared based on their strength and wear properties. LM13, Al-11.4Si-1.2Cu-0.9Mg-1.0Ni, and LM28, Al-17.2Si-1.3Cu-0.8Mg-0.9Ni are alloys used for production of petrol and diesel engine pistons, respectively. Alloy 3HA, Al-12.3Si-3.3Cu-0.8Mg-2.3Ni-0.05Zr, is an alloy having higher content of alloying elements and Zr and M3HA is the modified type of 3HA due to complete modification of eutectic silicon particles caused by higher content of Sr. Effect of different parameters of heat treatment such as solutionizing temperature, aging tome and temperature were studied and the heat treatment routine leading to the maximum strength was chosen for each alloy. Electron and optical microscopy were used for microstructure studies. Compression tests were done at 25, 100 and 200°C in cast and aged conditions. Wear test were carried out on heat treated samples using pin on disc apparatus at 25°C and 20, 40 and 80 N normal loads for 1000 m sliding distance at the velocity of 0.5 m/s. It was seen that 3HA and M3HA alloys, due to their chemical composition rich of alloying elements and containing Zr, had the highest strength. Alloy LM28 has the highest wear resistance at 20 and 40 N loads, but at 80 N 3HA and M3HA alloys were the most wear resistant. All the studied mechanical properties were higher in M3HA than 3HA because of finer eutectic silicon particles. The results show that 3HA, after optimizing its chemical composition and casting conditions, can be used for manufacturing diesel engine pistons having higher wear resistance and strength.
