ارزیابی بیسموت و عملیات گرمایی T6، بر فَرگشتِ ریزساختاری و ویژگی‌هایِ تنشی آلیاژ Al–Si مستحکم شده با نانوـ‌ ذره‌هایِ SiC

Abstract

در پژوهش پیشِ‌رو، کارایِش افزودن بیسموت و اجرایِ عملیات گرمایی T6، بر ریزساختار و ویژه‌گی‌هایِ تنشی آلیاژ پیستون LM13 مستحکم شده با نانوذره‌هایِ SiC بررسی شده‌ است. برایِ بررسیِ اثر عملیات گرمایی بر ذره‌هایِ سیلیسیم یوتکیتک، درآغاز آلیاژها زیرِ عملیات انحلال و سپس عملیات پیرسازی قرار گرفتند. ریزساختار نمونه‌ها با به‌کارگیریِ ریزبینِ نوری و الکترونیِ روبشی بررسی شدند. بر پایه‌یِ دستیافت‌هایِ ریزساختاری، یک‌ درصد وزنی بیسموت شرایط بهینه‌یِ ریزساختاری را پدید آورد. همچنین، عملیات گرمایی T6، ریز و کروی شدن تیغه‌های سیلیسیم یوتکتیک را به‌همراه آورد که پیامد آن به واتَرزِش (Modification) ریزساختار آلیاژها انجامید. درواقع، افزودن همزمان بیسموت و اجرایِ عملیاتِ T6 شدتِ واتَرزِشِ ریزساختاری را دوچندان کرد. آزمون تَنشی(Tensile) برای اندازه‌گیریِ تُکارِ کیفیّت(Quality-index)، انجام شد تا بازده‌‌ی واتَرزِش آلیاژهای گوناگون بررسی شود. آزمون‌ تنشی نشان داد که افزودن بیسموت، اجرایِ عملیات گرمایی، و یا اجرایِ هم‌زمان این دو کار، به‌دلیل واتَرزِش ریختار(Morphology)های ناپسندِ فاز سیلیسیم یوتکتیک، بهکرد ویژه‌گی‌هایِ تنشی آلیاژ را درپی دارد. کاهش ویژه‌گی‌هایِ تنشی در درصدهایِ بالاتر بیسموت را می­توان در پیوند با پیدایش ترکیب‌های پُرـ‌ بیسموتِ درشت دانست. شکست­نگاری نیز نشان داد که با افزودن بیسموت تا یک درصد وزنی، سازوکار شکست از تردی به نرمیمی‌گراید. این رخداد را می‌توان در پیوند با کاهش اندازه‌یِ تیغه‌هایِ سیلیسیم و در نتیجه افزایش شمار چالک‌ها (Dimples') در سطحِ شکست آلیاژ دانست.