عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر سیلیسیم مذاب پایه و قلع افزودنی برریزس
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36364;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 605
- تاریخ دفاع
- ۲۹ مهر ۱۳۸۶
- استاد راهنما
- ایوب حلوائی
- دانشجو
- محسن شبان
- چکیده
- روش های مختلفی برای تولید چدن گرافیت فشرده در صنایع ریخته گری ابداع شده است.متداول ترین روش،عملیات مذاب پایه باعناصرکروی کننده مانند Mg,Ce وضدکروی کننده مانندAl,Tiو Snمی باشد. از آنجاکه با کاهش ضخامت و در نتیجه افزایش سرعت انجماد، درصد گرافیت کروی به شدت افزایش می¬یابد، بنابراین بدست آوردن درصد بالایی از گرافیت فشرده در ضخامت¬های کم مهمترین دغدغه¬ محققان در این زمینه می¬باشد. سیلیسیم به عنوان یک عنصر مؤثر در گرافیت¬زایی و تأثیر آن بر سیستم تعادلی آهن ـ کربن، نقش بسزایی بر ساختار چدن گرافیت فشرده دارد. قلع نیز به عنوان یک عنصر پرلیت¬زا و ضد کروی کننده می¬تواند در تولید قطعات چدنی با زمینه پرلیتی مانند بدنه موتور و سرسیلندر بکار رود. هدف از این تحقیق بررسی اثر میزان سیلیسیم و قلع بر مورفولوژی گرافیت، درصد گرافیت فشرده و ریز ساختار فاز زمینه در ضخامتهای مختلف و همچنین خواص کششی این نوع چدن می باشد. پس از آماده سازی مذاب اولیه، مقادیر مختلف سیلیسیم با استفاده از آلیاژ فروسیلیسیم به داخل کوره و مقادیر متفاوت قلع نیز در حین بارریزی بدرون پاتیل اضافه گردید. سپس مذاب حاصله به¬درون قالب مدل پله ای با ضخامتهای 2/3، 4/6، 7/12، 4/25، 1/38 و 8/50 میلی متری و Y بلوک ریخته گری شد. با افزایش سیلیسیم درصد گرافیتهای فشرده در ضخامتهای 8/50، 1/38 و 4/25 کاهش و درضخامتهای7/12و4/6 میلی متری افزایش قابل توجهی می یابد. همچنین به درصد فاز فریت نیز افزوده می شود. افزایش قلع در هر مرحله از ذوب ریزی نیز موجب افزایش درصد گرافیت فشرده در تمامی ضخامتها شده و فاز پرلیت را نیز به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در ضخامت 2/3 میلی متری گرافیت فشرده حاصل نگردید و مقایر زیادی فاز کاربید در ریز ساختارفاز زمینه مشاهده شد. از قطعات Y بلوک مطابق استانداردنمونه های کششی تهیه و مورد آزمایش کشش قرار گرفتند. با افزایش میزان سیلیسیم تا 41/2% تغییرات زیادی در خواص کششی مشاهده نمی شود ولی در ادامه با افزایش سیلیسیم و در نتیجه گرافیت های کروی استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی، درصد ازدیاد طول و سختی افزایش می یابد. افزایش قلع نیز موجب افزایش استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و سختی می شود ولی درصد ازدیاد طول را کاهش می دهد.
- Abstract
- A number of techniques have been advocated for the production of compacted graphite iron (CGI) in iron foundries. It is mostly produced by simultaneous treatment with spheroidizing elements (Mg,Ce) and antispheroidizing elements(Al and Ti) . Use of these elements induces the formation of carbide and pearlite in castings that require ferritic matrix in order to have good machinability. The objective of this investigation was to determine the effect of silicon content and Sn addition on microstructure, graphite morphology and percentage of compacted graphite in different section sizes. The iron was cast into sand moulds as step-block including 3.2, 6.4, 12.7, 25.4, 38.1 and 50.8(mm) thick section after being treated by in-mould process with various silicon and tin contents. High percentage of compacted graphite was obtained in 50.8, 38.1 and 25.4(mm) sections in castings that contained 2.02% silicon. In sections 12.7 and 6.4(mm) only 50% and 45% compacted graphite were obtained. By increasing base metal silicon content to 3.61%, nodularity in 12.7 and 6.4(mm) falls to 25% and carbides eliminate. Increasing tin content from 0.03% to 0.151%, increased percentage of compacted graphite in all section castings, but increasing cooling rate, diminishes the effect of tin. The 3.2(mm) thick section contains completely sheroidal graphite and large amount of massive carbide. Standard Y-blocks with different silicon and Tin contents were poured and after cutting and machining, standard bars were tested for ultimate tensile strength, yield strength, elongation and hardness. Metallographic specimens were obtained from tensile bars after tensile testing for determining the percentage of compacted graphite and pearlite. With increasing Sn content, mechanical properties of compacted graphite iron increased. By increasing pearlite from 25% to 88%, elongation was dicreased. Increasing Si content leads to increasing in ultimate tensile strength, yield strength, elongation and hardness by increasing in nodularity and solid solution effect. Increasing silicon content from 2.02% to 3.61% leaded to 250% rising of elongation.
