عنوان پایان‌نامه
بررسی ریز ساختار آلیاژ آلومینیم A۳۶۵ ریخته گری شده در حالت نیمه جامد به روش سطح شیب دار لزان
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 978;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55881
- تاریخ دفاع
- ۱۲ مهر ۱۳۸۸
- دانشجو
- آرمین طغانی
- استاد راهنما
- فرشاد اخلاقی
- چکیده
- روش استفاده از سطح شیب¬دار یکی از روش¬های تولید قطعات از طریق ریخته¬گری نیمه¬جامد می¬باشد که از فن¬آوری ساده¬تری نسبت به روش¬های متداول ریخته¬گری در حالت نیمه¬جامد برخوردار است. از سوی دیگر اعمال انرژی ارتعاشی بر روی مذاب در حال انجماد سبب ریزدانگی در آلیاژها شده و از طریق تاثیر بر تحولات مورفولوژیکی توانایی ایجاد ساختار غیر دندریتی و گلبولی را دارد. در تحقیق حاضر با ادغام دو روش مذکور فرآیندی جدید به منظور تولید ساختار گلبولی در حالت نیمه¬جامد معرفی شده است. به این منظور از نوسان مکانیکی سطح شیب‌دار جهت تولید ساختارهای غیر دندریتی و گلبولی در آلیاژ آلومینیم A356 استفاده شده و تاثیر برخی از پارامترهای مهم در این روش از قبیل طول سطح شیب¬دار (40 تا 80 سانتیمتر)، زاویه سطح شیب¬دار (30 تا 60 درجه) و همچنین دامنه ارتعاشات (120 تا 800 میکرومتر) و فرکانس ارتعاشات (40 تا 70 هرتز) که تعیین کننده میزان تنش برشی اعمالی و زمان اعمال برش بر آلیاژ در حال انجماد هستند بر روی اندازه و مورفولوژی ساختار حاصل بررسی شده است. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که در حالیکه در حالت سطح شیب¬دار ساکن، ریزساختار بهینه از نظر اندازه و درصد کرویت گلبول¬ها در زاویه 45 درجه و طول تماس 400 میلیمتر، پس از انجام عملیات گرمایش مجدد حاصل می¬شود در سطح شیب¬دار مرتعش شده نیز همانند حالت ساکن شرایط بهینه جهت حصول ریزترین و کروی¬ترین گلبول¬ها در زاویه 45 درجه و طول تماس 400 میلیمتر حاصل می¬شود ولی اعمال ارتعاش در سطح شیب¬دار در فرکانس 40 هرتز و در دامنه¬های بالاتر از 400 میکرومتر و در فرکانس¬های 50 ، 60 و 70 هرتز، در همه دامنه¬های مطالعه شده سبب ایجاد ساختار گلبولی بدون نیاز به عملیات گرمایش مجدد می¬شود. همچنین افزایش دامنه ارتعاش از 120 میکرومتر تا 800 میکرومتر در همه فرکانس¬ها سبب کاهش اندازه گلبول¬ها می¬شود، با اینحال درصد کرویت ریزساختار با افزایش دامنه ارتعاش از 120 میکرومتر تا 400 میکرومتر افزایش یافته و با افزایش دامنه از 400 میکرومتر به 800 میکرومتر تغییر چندانی نمی¬کند. افزایش فرکانس ارتعاشات در همه دامنه¬ها سبب کاهش اندازه گلبول¬ها و افزایش درصد کرویت آنها می¬شود ولی تاثیر افزایش فرکانس بر روی اندازه گلبول¬ها و درصد کرویت ریزساختار با افزایش دامنه ارتعاش کاهش می¬یابد. به طور کلی افزایش دامنه و فرکانس ارتعاشات سبب کاهش تاثیر طول تماس و زاویه سطح شیب¬دار بر روی اندازه گلبول¬ها و مورفولوژی ریزساختار حاصله می¬شود.
- Abstract
- Cooling slope casting is one the semisolid casting methods with a simpler technology in compare with other conventional semisolid casting processes. In adition, the use of vibrative energy on the liquid alloy can lead to the grain refinement of the alloys during solidification resulting in a globular structure. In this study, a novel semisolid casting method is developed by combining of cooling slope and vibrating casting method in order to achive a globular structure in the semisolid condition. Therefore, mechanical vibration of the cooling slope was utilized to gain a non-dendritic and a globular structure in A356 Al alloy. The effect of the main parameters such as cooling slope length (40 to 80 cm), cooling slope angle (30 to 60 degree), vibration frequency (40 to 70 Hz), and vibration amplitude (120 to 800 µm) on the final morphology of speciments was exmined. These parameters can change the time and the amount of the shear stress during solidification and define the grain size and morphology. The microstructural analysis revealed that similar to the non-vibrated cooling slope method, the optimum microstructure (from the point of view of the size and morphology of globules) was achived at the cooling slope length of 40 cm and angle of 45? after reheating samples. However, the samples produced by vibrating cooling slope at the amplitude of 400 µm and frequency of 40 Hz, or amplitude of 400 µm and frequencies of greater than 50 Hz resulted in a globular structure in the as-cast condition. In addition, increasing the vibration amplitude from 120 to 800 µm resulted in decreasing the size of globules in the range of applied frequencies. However, the shape factor of globules increased with inceasing the amplitude of vabiration in the range of 400 to 800 µm, and remained constant for further increase of this parameter. The increased vibration frequency resulted in a smaller globule size and a higher shape factor for all of the explored amplitude. However, this effect is less pronounced at higher frequencies. Generally, increasing vibration amplitude and frequency led to diminishing the effect of contact length and cooling slope angle on the morphology and globules size.
