عنوان پایان‌نامه
برسی اثر عملیات حرارتی و سرعت سرد کردن بر ریز ساختار خواص کششی و سایشی کامپوزیت
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 875;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48102
- تاریخ دفاع
- ۲۳ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- احمد ملکان
- استاد راهنما
- مسعود امامی, جعفر راثی زاده غنی
- چکیده
- خواص کامپوزیت¬های Al-Mg2Si به شدت تحت تأثیر ساختار آنها است. ساختار نامطلوب کامپوزیت، به¬ویژه حضور ذرات درشت Mg2Si در انجماد و در حالت ریخته¬گری، باعث ایجاد خواص نامطلوب در این کامپوزیت¬ها می¬گردد. در پژوهش حاضر عملیات حرارتی مناسب جهت اصلاح ریزساختار و بهبود خواص کششی و سایشی کامپوزیت Al-Mg2Si مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش اثر عملیات ذوب مجدد موضعی و دما و زمان نگهداری مختلف عملیات انحلال به همراه اثر سرعت سرد کردن بر ریزساختار، خواص کششی و رفتار سایشی کامپوزیت Al-Mg2Si مطالعه گردیده است. لذا ابتدا کامپوزیت Mg2Si-Al با استفاده از فلزات خالص Al، Si و Mg از طریق فرآیند درجا ساخته شد و سپس بعد از عملیات حرارتی، خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. بررسی¬های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی صورت گرفت. تمامی آزمایش¬ها بر روی دو دسته نمونه با ضخامت¬های 10 و 30 میلیمتر انجام شد. نتایج بررسی¬های ریزساختای و آزمون کشش نشان داد که دما و زمان بهینه برای عملیات انحلال کامپوزیت Al-15%Mg2Si به ترتیب 500 درجه سانتیگراد و 4 ساعت می¬باشد. از بین رفتن گوشه¬های تیز ذرات Mg2Si و شکسته شدن شبکه یوتکتیکی در اثر عملیات حرارتی در شرایط بهینه، باعث کاهش مناطق مستعد به تمرکز تنش و شروع ترک گردیده و از این طریق سبب بهبود درصد ازدیاد طول تا حدود 3 برابر و افزایش نسبی استحکام کششی و نیز خواص سایشی کامپوزیت شده است. با انجام عملیات حرارتی در دمای بالا، ذوب مجدد موضعی صورت گرفته که با تغییر محسوس مورفولوژی ذرات Mg2Si و کروی شدن دانه¬های -Al? همراه است. دلیل خواص کششی نامطلوب در عملیات ذوب مجدد موضعی و عملیات انحلال در دماها و زمان¬های بالا تشکیل ریزحفرات انقباضی ناشی از ذوب مجدد موضعی می¬باشد. در نهایت، سطوح شکست و سایشی کامپوزیت¬ها پس از عملیات حرارتی در شرایط متفاوت بررسی شد و مکانیزم¬های شکست و سایش کامپوزیت مورد بحث قرار گرفت.
- Abstract
- Properties of Al-Mg2Si composites are greatly influenced by their structure. This means that at the presence of coarse particles of Mg2Si phase as a result of solidification, properties of the respected composite would be undesired. Thus, the aim of the current study is to find the optimum conditions to reach a proper microstructure and improve both the tensile and wear performance of the composite. Therefore the influence of the local partial remelting, holding time and temperature as well as cooling rate has been investigated in the solution heat treatment has been investigated to study the resulted microstructure, tensile and wear performance. To do so, Al-Mg2Si composites have first been prepared using pure Al, Si and Mg via an in-situ route and then the mentioned treatments have been applied. Microstructural investigations have been conducted using both optical and SEM. All of the experiments were carried out using 2 batches of specimens (10 and 30 mm). Results showed that the optimum time and temperature for solutionizing treatment were 500 ?C and 4 hours respectively. Deterioration of the sharp Mg2Si corners and breaking of the eutectic network as a result of optimum treatment conditions reduced the sites that are prone to stress concentration and crack initiation which in turn improves the elongation (up to 3 times) and relatively enhance the tensile and wear behavior. Using high temperatures for the treatment, partial remelting occurs which greatly changes the morphology of the Mg2Si particles and spherodizes the ?-Al phases. One possible result for the undesired tensile properties, when partial remelting occurs, could be the formation of small dispersed shrinkage porosities. Finally, fracture and wear surfaces have been studied to drive the underlying mechanisms
