عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر استرانسیم Sr و عملیات حرارتی....
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39190;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 700
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۸۷
- دانشجو
- اکبر اسحاقی
- استاد راهنما
- حمیدرضا قاسمی منفردراد
- چکیده
- چکیده در این پژوهش تاثیر بهسازی شیمیایی توسط افزودن استرانسیم و عملیات حرارتی 6T بر خواص تریبولوژیکی آلیاژ Al-Si هیپو یوتکتیک 332SAE حاوی مقادیر مختلف ترکیبات بین فلزی غنی از آهن در شرایط مختلف بررسی گردید ابتدا آلیاژ پایه 332F حاوی حدودا ً 15/0 درصد آهن، ذوب و مقادیر 7/0 و2/1 درصد آهن و در برخی نمونه¬ها برای بهسازی شیمیایی علاوه بر افزودن آهن حدود 035/0 نیز استرانسیم به مذاب افزوده شد. کلیه نمونه¬ها در یک قالب چدنی پیش¬گرم شده با سرعت انجماد حدود C/S°3 ریخته¬گری شدند. بررسی های ریز ساختاری و آنالیز فازی نمونه¬های عملیات حرارتی شده نشان می¬دهند که انجام عملیات حرارتی 6T بر روی نمونه¬ها باعث تغییر مورفولوژی ذرات سیلیسیم یوتکتیک از حالت تیغه¬ای به کروی و همچنین انحلال، کاهش کسر حجمی و طول متوسط صفحات سوزنی شکل فازهای غنی از آهن ? می‌شود. برای بررسی خواص تریبولوژیکی آلیاژها، آزمایش سایش به روش پین روی دیسک در شرایط خشک و در دو دمای محیط (C°25) و دمای بالا (C°100) تحت چهار نیروی 40،30،20 و 80 نیوتن با سرعت لغزش m/s 5/0 برای مسافت لغزش 1000 متر بر روی نمونه ها انجام گرفت. بررسی نتایج آزمایش سایش در دمایC°25 بر روی کلیه نمونه ها اعم از نمونه های بهسازی شده و بهسازی نشده نشان می¬دهند افزودن 7/0 درصد آهن به آلیاژ باعث بهبود همزمان سختی و مقاومت به سایش آلیاژ می¬شود. در حالیکه افزودن مقدار بیشتر آهن تا 2/1 درصد آهن هرچند باعث افزایش سختی می¬شود اما به دلیل افزایش مقدار و طول متوسط فازهای ترد و سخت ? غنی از آهن در زمینه باعث کاهش مقاومت به ضربه و انعطاف پذیری آلیاژ و در نتیجه کاهش مقاومت به سایش شود. افزایش دمای محیط سایش به C°100 باعث کاهش مقاومت به سایش کلیه نمونه‌ها می‌شود. نتایج سایش نمونه¬ها در دمای C°100 نشان¬دهنده مقاومت به سایش بالاتر نمونه حاوی 2/1 درصد آهن نسبت به نمونه¬های با آهن کمتر است. این می¬تواند به دلیل حضور بیشتر ترکیبات غنی از آهن با سختی و نقطه ذوب بالا در این آلیاژ باشد که از سیلان پلاستیک لایه¬های سطحی آلیاژ که در دمای بالا نرم¬تر می¬شوند جلوگیری نموده و باعث افزایش استحکام و پایداری حرارتی نمونه¬ها و مقاومت به سایش بیشتر آنها در حین سایش در دمای بالا شوند. نتایج نشان دهنده بهبود خواص تریبولوژیکی نمونه¬های عملیات حرارتی شده در کلیه بارهای اعمالی و در هر دو شرایط دمایی آزمایش سایش است. به طور مثال در نمونه حاوی 2/1 درصد آهن مقاومت به سایش این نمونه در دمای محیط پس از عملیات حرارتی در حدود 40 درصد نسبت به نمونه عملیات حراراتی نشده افزایش یافته است. بررسی اثر همزمان بهسازی شیمیایی با افزودن استرانسیم و عملیات حرارتی نشان دهنده کرویت بالاتر ذرات سیلیسیم یوتکتیک و کاهش بیشتر کسر حجمی و طول متوسط صفحات فاز? و افزایش مقاومت به سایش این نمونه¬ها نسبت به نمونه¬های فقط بهسازی شده و/یا عملیات حرارتی شده می‌شود.
- Abstract
- Chemical modification of SAE332 hypoeutectic Al-Si alloy containing different quantities of Iron-rich intermetallic compounds was studied by the addition of Strontium T6 heat treatment. Base F332 alloy containing about 0.15 wt% iron was melted and then about 0.7 and 1.2 percent iron and in some samples in addition to iron, about 0.035 wt% Strontium were added to the melt. All the samples were cast in a preheated cast iron die with cooling rate of about 3°C/s. Microstructural observations and phase analysis of heat treated samples showed that performing T6 heat treatment resulted in a change in eutectic silicon morphology from flaky to spherical shape. In addition, reduction in volume fraction and average size of needle like plates of Iron-rich ? phases were also observed. Tribological behavior the alloys was studied under various normal loads at different temperatures. Tribological behavior of the alloys was studied using a Pin-on-Disc tribometer at temperatures of 25 and 100°C under normal loads of 20, 30, 40 and 80N at sliding speed of 0.5 m/s for sliding distance of 1000 m. The results showed that the addition of 0.7% iron increased both hardness and wear resistance at wear temperature of 25°C. Further addition of 1.2 wt% iron resulted in not only an increase of hardness, but also increased the amount and average size of brittle and hard ? Iron-rich phase in the matrix, which reduced impact resistance and ductility, and therefore, wear resistance of the alloys. Increase in wear test temperature from 25 to 100°C reduced the wear resistance of all samples. The alloys with 1.2 wt% iron showed the best wear behavior at 100°C. The results also showed improvement in tribological properties of the heat treated samples at all testing loads and temperatures. For example, in the sample containing 1.2 wt% iron, heat treatment increased the wear resistance at 25°C by 40%. Investigation of the simultaneous effect of chemical modification using Sr and heat treatment showed the higher roundness of eutectic silicon particles and reduction in volume fraction and average size of the ? phase plates. This resulted in an increase in wear resistance of these samples compared to the only heat treated samples.
