عنوان پایان‌نامه
مطالعه و مشخصه یابی لایه های حاصل از فرایند های ذوب سطحی آلیاژ های ریختگی AL-Si
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1083;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62174
- تاریخ دفاع
- ۱۲ تیر ۱۳۹۱
- دانشجو
- محمد سلمان خاکسار
- استاد راهنما
- جعفر راثی زاده غنی, محمود حیدرزاده سهی
- چکیده
- در این تحقیق ذوب سطحی آلیاژهای Al-Si با استفاده از انرژی حاصل از قوس فلز تنگستن (TIG) مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا صفحه‌هایی از آلیاژهای آلومینیم با درصدهای وزنی مختلف سیلیسیم (از صفر تا 30 درصد وزنی) تهیه شدند. سه آلیاژ Al-20%Si، Al-13%Si و Al-7%Si نیز توسط عناصر فسفر و استرانسیم اصلاح ساختاری شدند. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، روی آن‌ها عملیات ذوب سطحی تحت چگالی‌های حرارتی مختلف انجام شد. در نهایت آلیاژسازی سطحی آلیاژ Al-13%Si که اصلاح ساختاری شده بود، از طریق ذوب سطحی لایه پیش نشست حاوی پودر سیلیسیم نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که در آلیاژهای آلومینیم سیلیسیم با افزایش درصد سیلیسیم تا نقطه یوتکتیک ساختار زمینه شامل دندریت‌های محلول جامد است که با بیشتر شدن درصد سیلیسیم ساختار شامل تیغه های درشت و خشن سیلیسیمی می‌شود. به منظور اصلاح ساختارهای تشکیل شده، فسفر به آلیاژهای هایپر یوتکتیک افزوده شد که در نتیجه آن، اندازه سیلیسیم های اولیه کاهش یافته و مورفولوژی منظمی به خود گرفتند. همچنین با افزودن استرانسیم به آلیاژهای هیپو یوتکتیک، ساختار ستونی و درشت دندریت‌های آلومینیمی به ساختار هم محور تبدیل شد، اما تغییری در مورفولوژی سیلیسیم های یوتکتیکی ایجاد نشد. فرایند ذوب سطحی علاوه بر ظریف کردن سیلیسیم های اولیه در آلیاژهای هایپر یوتکتیک، به دلیل انجماد سریع و در نتیجه افزایش حد حلالیت، باعث تشکیل ساختار با زمینه یوتکتیکی می‌شود. همچنین در آلیاژهای هیپویوتکتیک به دلیل انجماد سریع ساختار محوری تشکیل می‌شوند. در آلیاژهای هایپر یوتکتیک، با توجه به ظریف شدن ساختار ناحیه ذوب سطحی شده و نیز توزیع مناسب‌تر فاز سیلیسیم پس از این فرایند در مقایسه با سایر آلیاژها، سختی و مقاومت به سایش بیشتری یافت. آلیاژسازی سطحی آلیاژ یوتیکتیک اصلاح ساختاری شده با سیلیسیم، باعث حضور ذرات سیلیسیم بیشتری در زمینه و افزایش سختی آن شد. کلمات کلیدی: آلیاژهای Al-Si، اصلاح ساختاری، ذوب سطحی، TIG، سختی، سایش
- Abstract
- In this research, surface melting of Al-Si alloys using TIG heat source examined. In this regard, at first, aluminum silicon alloys plates with different weight present of silicon were casted. Three types of alloys, Al-7%Si, Al-13%Si and Al-20%Si were modified by addition of P and Sr. The samples were then surface melted under different energy densities. At the end, the modified alloy Al-13%Si specimens were pre-placed with Si powder and then surface melted. The results relieved, that the microstructure of hypoeutectic surface melted Al-Si alloy was consisted refined dendrites of Al and eutectic of Al-Si. By increasing the amount of the Si in the base metal refined eutectic structure together with fine primary silicon were observed in the re-melted zone. Surface melting of the modified alloys also showed a trend similar to unmodified materials, but much finer structures. Surface alloying of modified Al-Si eutectic alloy with Si resulted in the formation of primary silicon in a refined eutectic structure. On the whole structural refining in the surface melted materials and the presence of the primary silicon in the alloyed materials resulted in hardness improvement and wear resistance. The hardness and wear resistance increased by increase of the silicon content in the base material, but the highest hardness and wear resistance belonged to the surface alloyed material. Key words: Al-Si alloys, modification of structure, surface melting, TIG, hardness, wear.
