بررسی فصل مشترک کامپوزیت دوفلزی آلومینیم/چدن

Abstract

در این مقاله فصل مشترک کامپوزیت ریختگی دوفلزی آلومینیم-چدن خاکستری بررسی شده است. برای دستیابی به یک محصول دو فلزی مناسب و قابل قبول از دو فلز، بررسی مشخصات فصل مشترک آن‌ها ضروری به‌نظر می‌رسد. ریخته‌گری به روش ثقلی انجام شده است. به این منظور مذاب آلومینیم در دماهای 700 و 750 درجه سلسیوس پیرامون مغزه‌های چدن خاکستری درون حفره‌های استوانه‌ای قالب با نسبت حجمی 3، 5 و 8 ریخته‌گری شد. مطالعات بعدی توسط میکروسکوپی نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS) نشان از تشکیل لایه‌ی ترکیب بین قلزی در فصل مشترک دو فلز داشت. این لایه از ترکیب بین فلزی Fe₂Al₅ تشکیل یافته است که بر ناهمواری‌های روی سطح مغزه جامد چدن جوانه می‌زند. بررسی‌های ریزساختاری نشان می‌دهند که افزایش دمای بارریزی و نسبت حجمی مذاب/جامد سبب تشکیل لایه‌های ضخیم‌‌تر و یکنواخت‌تر از ترکیب بین‌فلزی می‌شوند. ریز سختی فاز بین فلزی برابر 824 سختی ویکرز به‌دست آمد. پهنای لایه‌ی واکنش از 5 میکرومتر برای نمونه‌ی ریخته شده در دمای 700 درجه سانتیگراد و نسبت حجمی 3 تا 20 میکرومتر برای نمونه ریخته شد در دمای 750 درجه سلسیوس و نسبت حجمی 8 متفاوت بود. در این تحقیق مکانیسمی برای رشد و جوانه‌زنی این فاز بین فلزی در فصل مشترک دوفلزی پیشنهاد شده است. همچنین نحوه حل شدن فاز زمینه چدن در آلومینیم مذاب و دربرگیری گرافیت موجود در چدن خاکستری در مذاب آلومینیم نشان داده شده است.