بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق ارتباط بین تأثیر جوانهزا بر ساختار زمینه و خواص مکانیکی در مدول قطعه ریختگی قطعات چدن نشکن آلومینیمی با ترکیب % 3/4 کربن، % 4/8 آلومینیم، %0/37 منگنز، % 0/28 سیلیسیم و 0/045 %منیزیم مورد بحث و بررسی قرار گرفت. دو قالب بر اساس مدل سیالیت تسمهای طراحی شد و در یکی از جوانهزا استفاده شد و در دیگری ریخته گری بدون جوانهزا انجام شد. جوانهزاهای سوپرسید و زیرسینوک هرکدام به مقدار % 0/2 وزنی با هم مخلوط شدند و برای ریخته گری نمونههای تسمهای شکل با ضخامتهای 5، 7، 10 و 20 میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه نتایج آزمونهای متالوگرافی و خواص مکانیکی نمونههای ریختگی نشان داد که استفاده از جوانهزا منجر به بهبود خواص مکانیکی و شکل گیری گرافیت در ریز ساختار شد. نتایج نشان داد با کاهش ضخامت قطعه ریختگی، پارامترهای ریزساختاری نظیر درصد کرویت، تعداد گرافیتها یک روی بهبود یافت و همین مسئله دلیلی بر افزایش %23 استحکام کششی شد. بنابراین میتوان گفت که چدن نشکن آلومینیمی خواص مکانیکی بهتری را نسبت به چدن نشکن سیلیسیمی دارد و آلومینیم جایگزین مناسبی برای سیلیسیم است.
مقدمه
آلومینیم و سیلیسیم رفتار بسیار مشابهی بر روی سیستم آلیاژی آهن-کربن دارند و به این دلیل تحقیقات زیادی برای جایگزینی سیلیسیم با آلومینیم انجام گرفته است. در اولین تحقیقات صورت گرفته، آلومینیم به جای سیلیسیم در چدن خاکستری توسط Keep در سال 1888 انجام گرفت و در نهایت و به طور کامل در سال 1889 جایگزین شد1]و.[2 در سالهای گذشته محققین دیگری هم بر روی چدن آلومینیمی خاکستری و چدن با گرافیت فشرده کار کردهاند.Ghorashi، KondicوBoutorabi اولین افرادی هستند که بطور سیستماتیک بر روی چدن نشکن آلومینیمی تحقیق کردهاند3]و.[4 عناصر آلیاژی تأثیر قابل توجهی در استحاله یوتکتیک توسط تغییر دماهای پایدار و ناپایدار یوتکتیک دارند . از جمله این عناصر آلیاژی، آلومینیم شکلگیری گرافیت در طول استحاله یوتکتیک را ترغیب نموده و همچنین فاز پرلیت را در استحاله یوتکتوئید پایدار میکند. آلومینیم منطقه آستنیت را کاهش میدهد و دمای یوتکتیک را پایدار میکند و همچنین مانند سیلیسیم به صورت عمده در فازهای آستنیت و فریت حل شده و در کاربید مقدار کمی حل میشود.[4- 7] پیدایش کاربید یوتکتیک در مقاطع نازک ریختگی چدنSG-Al نسبت به چدن SG-Si احتمال کمتری دارد.[4] افزایش مقدار آلومینیم باعث کاهش درصد فریت و افزایش پرلیت در زمینه میشود4]و[8-10،همچنین مقدار کاربید آزاد در زمینه را کاهش میدهد. افزایش مقدار آلومینیم باعث افزایش ترکیبات بین فلزی در ریزساختار میشود.[8] آلومینیم بالای 4 درصد در ترکیب تأثیر گرافیتزایی بسیار بالایی در مقایسه با سیلیسیم بر روی چدن دارد [.11]اخیراً استفاده از آلومینیم در چدن نشکن نیاز گستردهای داشته است به طوری که اضافه کردن آلومینیم تولید قطعات ریختگی جدار نازک با وزن کم را ممکن می سازد1]و7و.[12 Boutorabi در سال 1992 و در ادامه Haque و Young در سال 1995 نشان دادند که جوانهزاهای حاوی استرانسیم و زیرکونیم تأثیر بسیار خوبی بر روی ریزساختار و تعداد گرافیتهای کروی این چدن دارند4]و.[13 آنها همچنین گزارش کردند که تولید چدن نشکن آلومینیمی با گرافیت کروی نیاز به جوانهزایی خوب جهت بهبود خواص مکانیکی و پارامترهای ریزساختاری داردHaque .[13] در سال 2007 نشان داد که خواص کششی چدن SG-Si نسبت به چدن SG-Al بیشتر است که دلیل آن را حضور تخلخل انقباضی بالاترو تشکیل فیلمهای اکسیدی در چدن نشکن آلومینیمی و همچنین میزان کرویت کم و تعداد گرافیتهای تشکیل شده بسیار پایین به دلیل صورت نگرفتن جوانهزایی مطلوب در چدن SG-Al دانست و بیان کرد که تولید این چدن نیاز به جوانهزایی بهتر و مناسبتری دارد.[12] چدن آلومینیمی مزایای قابل توجهی نسبت به چدن سیلیسیمی دارد از قبیل: استحکام کششی بالاتر، مقاومت بالاتر در برابر شوک حرارتی، قابلیت گرافیتزایی بالاتر، تمایل به کاهش کاربید در مقاطع نازک، مقاومت بالا در برابر پوسته پوسته شدن همراه با ماشینکاری خوب و 3]....و 4و.[11-13 در این تحقیق پارامترهای ریزساختاری در دو نمونه جوانهزایی شده و جوانه زایی نشده در ضخامت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت و تأثیر آن روی خواص مکانیکی این چدن بررسی شد.
