عنوان

تاثیر افزودن سرب بر درجه بندی ریزساختار و خواص کامپوزیت های Al-Mg۲(Si,Sn) ریخته شده به روش گریز از مرکز

Country Code

IR

Number

۴۵۹۴پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

تاثیر افزودن سرب بر درجه بندی ریزساختار و خواص کامپوزیت های Al-Mg۲(Si,Sn) ریخته شده به روش گریز از مرکز

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

The effect of lead on graded microstructure and properties of centrifugally cast Al-Mg۲(Si,Sn) composites

First Statement of Responsibility

/مرتضی افسری

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی مواد

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۲ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مواد- ریخته‌گری

Date of degree

۱۴۰۰/۱۰/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

کامپوزیت‌های با ریزساختار و خواص درجه بندی شده هدفمند (FGM) نسل جدیدی از کامپوزیت‌ها هستند که به واسطه تغییر درجه‌بندی‌شده، تدریجی و پیوسته ترکیب و یا ریزساختار در راستای خاص، در صنعت امروز کاربردهای مهندسی گسترده‌ای پیدا کرده‌اند .آلیاژهای هایپریوتکتیکSi -Mg- Alبه خاطر توانایی ایجاد درجای ذرات تقویت کننده MgSi حین انجماد از قابلیت خوبی برای فراوری کامپوزیت‌های درجه‌بندی شده هدفمندMgSi - Alبه روش ریخته-گری گریز از مرکز برخوردارند .در این کامپوزیت‌ها به سبب چگالی پایین ذرات MgSi نسبت به مذاب، این ذرات با جدایش معکوس در خلاف جهت نیروی گریز از مرکز( بر اساس معادله استوکس در مکانیک سیالات) حین انجماد، تمایل به تجمع در لایه‌های داخلی استوانه ریختگی داشته و فقط منجر به تقویت خواص مکانیکی لایه‌های داخلی آنها می-شوند .بر این اساس و به منظور هدایت کنترل شده و مطلوب جدایش ذرات MgSi در فرآوری این نوع کامپوزیت‌ها جهت ایجاد الگوهای جدایش شعاعی دلخواه از ذرات تقویت کننده، در این تحقیق عناصر سرب و قلع( به دلیل وزن مخصوص بالاتر این عناصر از سیلیسیم و همچنین وجود ترکیبات مشابه با MgSi) با درصدهای مختلف به مذابAl -۱۵ wt. MgSiبه عنوان آلیاژ پایه پژوهش حاضر اضافه شدند تا با ترغیب تشکیل ذرات حاوی سرب/قلع با چگالی متغیر و قابل کنترل، به جای ذرات سبک اولیهMgSi ، بتوان الگوی جدایش درجه‌بندی شده هدفمندی از ذرات را به دلخواه خود در کامپوزیت‌های زمینه آلومینیمی مورد نظر بدست آورد .برای این منظور با افزودن مقادیر مختلفی Sn و Pb به ترکیب شیمیایی آلیاژ پایهAl -۱۵ wt. MgSiتأثیر آن‌ها بر درجه‌بندی هدفمند ریزساختار و سختی در راستای شعاعی کامپوزیت‌های استوانه‌ای ریختگی زمینه آلومینیمی حاوی ذرات تقویت کننده غیر استوکیومتریکMg ۲)Si۱-y)SnxPby -xمورد ارزیابی قرار گرفت .بر اساس تجارب تحقیقات قبلی صورت گرفته، دمای بارریزی C ۸۰۰، سرعت چرخش قالب rpm ۱۴۰۰ و دمای پیشگرم قالب C ۳۰۰ به عنوان پارامترهای ریخته‌گری گریز از مرکز نمونه‌ها در نظر گرفته شد .از میکروسکوپ نوری و SEM مجهز به سیستم میکرو آنالیز EDS و XRD به ترتیب برای مشاهده ریزساختار مقاطع شعاعی مختلف استوانه‌ها، ترکیب شیمیایی و شناسایی فازی اجزای ریزساختاری آنها استفاده شد .نتایج نشان می‌دهند که با افزودن سرب( تا ۵ وزنی) علی‌رغم اینکه سرب وارد ترکیب شیمیایی ذرات MgSi می‌شود ولی به تنهایی نمی‌تواند چگالی ذرات تقویت‌کننده را به بیش از چگالی آلومینیم مذاب افزایش دهد و لذا الگوی جدایش مرکزگرای ذرات تقویت کننده برای استوانه‌های ریختگی بدون تغییر محسوس همچنان حفظ می‌شود .در صورتیکه با افزودن ۵ وزنی سرب همراه با ۶ وزنی قلع ضمن افزایش چگالی ذرات تقویت کنندهMg ۲)Si۱-y)SnxPby -xنسبت به مذاب، الگوی جدایش درجه‌بندی شده هدفمند مرکزگرای ذرات به الگوی جدایش درجه‌بندی شده برون‌گرای تغییر یافته و باعث افزایش ۱۵-۲۰ برینلی سختی مقاطع شعاعی بیرونی استوانه ریختگی نسبت به مقاطع درونی آن می‌شود .با وجود این، در آلیاژ حاوی ۵ وزنی سرب همراه با ۴ وزنی قلع نیز به خاطر چگالی مشابه ذرات تقویت کنندهMg ۲)Si۱-y)SnxPby -xبا مذاب، هیچ جدایش محسوس متاثر از معادله استوکس در راستای شعاعی استوانه ریختگی مشاهده نشد و به تبع آن تغییرات سختی معناداری هم در مقاطع شعاعی مختلف این استوانه مشاهده نشد .علاوه بر آن، با اضافه کردن Sn و به خصوص Pb به ترکیب شیمیایی آلیاژ پایه، اندزه متوسط ذرات تقویت کننده در آلیاژAl -۱۵MgSi -۴Sn -۵ Pb با کاهش ۳۲ درصدی نسبت به اندازه ذرات MgSi آلیاژ پایه به حدود ۱۵/۵ میکرون تقلیل می‌یابد .

Text of Note

C were selected as the centrifugal casting parameters. An optical microscope and a SEM equipped with EDS and XRD microanalysis system were used to observe the microstructure of different radial sections of the cylinders, analyze the chemical composition and perform phase identification of their microstructural components, respectively. The results show that with the addition of lead (up to 5 wt. ), even though Pb enters the chemical composition of Mg2Si particles, it cannot increase the density of the reinforcement particles to more than the density of molten aluminum. Therefore, the centerline segregation pattern of the reinforcement particles for the casting cylinders is still maintained without perceptible changes. Nonetheless, by adding 5 wt. Pb along with 6 wt. Sn while increasing the density of Mg2Si(1-x-y)SnxPby reinforcement particles compared with that of the melt, the functionally graded segregation pattern of the particles changed to an externally graded segregation pattern and increases the hardness of the external radial sections of the casting cylinder by 15-20 BHN compared with that of its internal sections. However, in the alloy containing 5 wt. Pb and 4 wt. Sn, due to the similar densities of Mg2Si(1-x-y)SnxPby reinforcement particles and the melt, no obvious segregation affected by the Stokes equation was observed in the radial direction of the casting cylinder. As a result, no significant changes in hardness were observed in different radial sections of this cylinder. In addition, by adding Sn and especially Pb to the chemical composition of the base alloy, the average size of reinforcement particles in Al-15 Mg2Si-4 Sn-5 Pb alloy decreased by 32 compared with the size of Mg2Si particles in the base alloy and reached 15.5 m.░ C, a mold rotational speed of 1400 rpm, and a mold preheating temperature of 300░ Functionally graded composite materials (FGCMs) are a new generation of composites that have found wide engineering applications in modern industry due to the graded, gradual, and continuous changes of composition or microstructure in a definite direction. Hypereutectic Al-Mg-Si alloys have a good ability to fabricate Al-Mg2Si functionally graded composites by centrifugal casting due to their capability to create Mg2Si in-situ reinforcing particles during solidification. In these composites, owing to the low density of Mg2Si particles compared with that of the melt, these particles tend to accumulate in the inner layers of the casting cylinder with reverse segregation against the centrifugal force direction (according to the Stokes equation in fluid mechanics) during solidification and only lead to enhancing the mechanical properties of the internal layers. Based on this and in order to find controlled appropriate segregation of Mg2Si particles in the processing of this type of composites to create desired radial segregation patterns of the reinforcement particles, lead and tin elements (due to the higher specific weight of these elements than silicon and the presence of compounds similar to Mg2Si) with different percentages were added to the Al-15wt. Mg2Si melt as the base alloy in this research to inspire the formation of particles containing lead/tin with variable and controllable density, instead of the original light Mg2Si particles. This was done to obtain a functionally graded pattern of segregation of particles as desired in the aluminum matrix composites of interest. Therefore, by adding different amounts of Sn and Pb to the chemical composition of the Al-15wt. Mg2Si base alloy, their effect on the functionally graded microstructure and hardness in the radial direction of the as-cast Al matrix cylindrical composites containing non-stoichiometric Mg2Si reinforcing particles of Mg2Si(1-x-y)SnxPby was evaluated. Based on previous research works, a pouring temperature of 800

ba

Parallel Title

The effect of lead on graded microstructure and properties of centrifugally cast Al-Mg۲(Si,Sn) composites

کامپوزیت‌های درجه‌بندی شده هدفمند

ذرات درجا

ریخته‌گری گریز از مرکز

جدایش

قانون استوکس

Subject Term

Functionally graded composites, in-situ particles, centrifugal casting, segregation, Stocks law, density, MgSi, Mg2Si(1-x-y)SnxPby

Subject Term

کامپوزیت‌های درجه‌بندی شده هدفمند، ذرات درجا، ریخته‌گری گریز از مرکز، جدایش، قانون استوکس

افسری، مرتضی

صمدی، احد، استاد راهنما

وجد، اکبر، استاد مشاور

Country

ایران

Date of Transaction

20230913

Call Number

مواد ،۷۰۶۹۱ ،۱۴۰۰

Host name

ی‌اه‍ ت‌یزوپماک‍ ص‌اوخ‍ و راتخاسزیر ی‌دنب‍ ه‌جرد رب‍ ب‌رس‍ ن‌دوزفا ریثات‍ Al-Mg2(Si,Sn) زکرم‍ زا زیرگ‍ ش‌ور ه‌ب‍ ه‌دش‍ ه‌تخیر.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

21061.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

p70691.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۴۵۹۴

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y