عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر مواد جوانه ای و عملیات حرارتی بر روی ریز ساختار
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40436;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 754
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- محمدجواد شعبانی
- استاد راهنما
- مسعود امامی
- چکیده
- آلیاژ 319 آلومینیم از جمله آلیاژهای ریختگی Al-Si-Cu است که کاربرد فراوانی در صنایع خودروسازی و هوا فضا دارد. مطالعات مختلفی بر روی ریز ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ مذکور صورت گرفته است، اما تحقیقات چندانی در رابطه با مقاطع نازک این آلیاژ انجام نشده است. خواص مکانیکی این آلیاژ به خصوصیات ساختاری مانند اندازه دانه، فاصله بازوهای دندریتی، مورفولوژی ذرات سیلیسیم و توزیع فاز حاوی مس بستگی دارد. در این پژوهش اثر عملیات حرارتی و همچنین تاثیر همزمان مواد جوانه‌زا و ضخامت بر این اجزاء سنجیده شد. برای این منظور از یک قالب فلزی با کانال‌هایی با ضخامت‌های متفاوت استفاده گردید. علاوه بر این تاثیر عوامل مذکور بر سیالیت نیز سنجیده شده و در نهایت آزمایش کشش با استفاده از یک مدل پله‌ای انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد گرچه هر دو مواد جوانه‌زای Al-5Ti-1B و Al-5Zr در کاهش اندازه دانه آلیاژ موثر بوده‌اند، اما این تاثیر در ضخامت‌های کم محدودتر است. تاثیر جوانه‌زای Al-5Ti-1B بر اندازه دانه در مقادیر کمتری قابل مشاهده است. بررسی ریزساختاری صورت گرفته نشان داد این دو جوانه‌زا نقشی در تعیین فاصله بازوهای دندریتی ندارند ولی سیالیت آلیاژ را کاهش می‌دهند. فاصله بازوهای دندریتی تحت تاثیر نرخ انجماد است که مقدار آن در ضخامت‌های مختلف تعیین گردید. نتایج بدست آمده از عملیات حرارتی نیز مشخص نمود که فاز حاوی مس حتی پس از مدت زمان‌های طولانی انحلال در بالاترین دمای انحلال ممکن (دمای 505 درجه سانتی‌گراد) به صورت کامل حل نمی‌شود. این حلالیت در حضور عناصر جوانه‌زا به میزان کمتری انجام می‌شود. همچنین ذرات سیلیسیمی در حدود 8 ساعت آغازین انحلال به اجزا کوچکتری تقسیم شده و کروی می‌شوند. انجام عملیات انحلال بیش از زمان مذکور منجر به درشت شدن ذرات سیلیسیم می‌شود. نتایج آزمایش کشش نشان دهنده بهبود خواص مکانیکی در اثر کاهش ضخامت و کاهش تاثیر مواد جوانه‌زا در مقاطع نازک‌تر می‌باشند
- Abstract
- 319 aluminum alloy is one of Al-Si-Cu casting alloys which has many applications in automotive and aerospace industries. There have been lots of studies focusing on microstructure and mechanical properties of this alloy, but not much attention is paid to thin sections of it. Mechanical properties of this alloy are dependent on its microstructural features such as grain size, dendrite arm spacing, Si particle characteristics and distribution of Cu-bearing phase. In the present research, effect of heat treatment and effect of simultaneous inoculation and thickness variation on these microstructural features are studied. To study these effects, a permanent mould with different thickness bars was used. Moreover, effect of mentioned factors on fluidity was also studied and finally tension test was carried out using a stepped model. Results show that however both Al-5Ti-1B and Al-5Zr inoculants refine the grains of the alloy, but this effect is so more limited in thin sections. The effect of Al-5Ti-1B inoculant is seen in lesser amounts of it. It seems that these two inoculants do not influence dendrite arm spacing but they reduce the fluidity. Dendrite arm spacing is determined by the rate of solidification, which is controlled by specimen thickness. Heat treatment results demonstrate that dissolution of Cu-bearing phase has not occurred perfectly in any of the specimens even after long solutioning times. In the presence of inoculating elements, dissolution was found to be less complete and more remained Cu-bearing phase was detected. In addition, Si particles are fragmented and spheroidized in about first 8 hours of solution heat treatment. Further solution heat treatment leads to coarsening of Si particles. Tensile test results show that mechanical properties are improved by reducing specimen thickness and the effect of inoculants is reduced in thinner sections.
