Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد راهنما) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Raei dehaghi
محمد راعي دهقي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389
The purpose of this research was fabrication and characterization of Al-0.5wt%Ti-0.3wt%Zr-B 4 C composite via pseudo-in-situ stir casting. In this process, 5 percent of unpreheated B 4 C particles with size over 75 µm and approximate average size 150 µm are introduced into the melt and in the first step the effect speed and time of stirring on efficiency of particle remained in the as-cast microstructure, particles distribution, the resulted mechanical properties and density were evaluated. Results of the first step of this research indicate that between two stirring speeds of 600 and 700 rpm and stirring times of 5, 10 and 15 minutes, sample fabricated by 700 rpm stirring speed and stirring time of 15 minutes had the best condition from the amount of the remained particles in the as-cast microstructure of the composite and the particles distribution point of view. On the other hand, low thermal shock resistance of B 4 C particles and introduction of these relatively large particles into the melt without preheating caused breakage and creation of fine B 4 C particles with size less than 20 µm in the microstructure. In the second step, for reducing occurrence probability of particle rejection phenomenon and porosity defects, effect of the two parameters i.e. position of stirrer and schedule of particles addition on efficiency of remained particles in the as-cast microstructure, particles distribution, resulted mechanical properties and density were evaluated on the sample with the best condition of the first step (stirring speed of 700 rpm and stirring time of 15 minutes). Results of the second step of this research indicated that positioning the stirrer near the bottom of the crucible (distance of stirrer from the bottom of the crucible equal to 12±3 mm) resulted in porosity reduction and higher mechanical properties and on the other hand had nearly no effect on amount of remained particles in the as-cast microstructure and particle distribution. Totally from the results of the two casting steps it can be concluded that the best condition for the evaluated parameters are stirring speed of 700 rpm, total stirring time of 15 minutes, distance of stirrer from bottom of crucible equal to 12±3 mm and the schedule of particle addition included 10 minutes for adding time and 5 minutes for stirring after that. Keywords : Pseudo-in-situ stir casting, Aluminum-B 4 C composite, reinforcement particles distribution, Image analysis
چکيده هدف از اين تحقيق ساخت و مشخصه يابي کامپوزيت زمينه آلومينيمي حاوي 5/0 درصد تيتانيم و 3/0 درصد زيرکونيم با تقويت کننده کاربيد بُر با استفاده از فرآيند ريخته‌گري همزدني شبه درجا مي‌باشد. در اين فرآيند 5 درصد ذرات کاربيد بُر با ابعاد بزرگتر از 75 ميکرومتر و اندازه ميانگين ذرات حدود 150 ميکرومتر به صورت پيش گرم نشده به داخل مذاب وارد و در مرحله اول تاثير دو متغير سرعت و زمان همزدن بر راندمان ميزان ذرات باقيمانده در ساختار ريختگي، نحوه توزيع ذرات در ساختار کامپوزيت، توزيع اندازه ذرات، خواص مکانيکي حاصل شده و چگالي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج مرحله اول اين پژوهش نشان داد که از بين دو سرعت 600 و 700 دور در دقيقه و زمان‌هاي همزدن 5، 10 و 15 دقيقه، نمونه ساخته شده با سرعت همزدن 700 دور در دقيقه و زمان همزدن 15 دقيقه داراي بهترين شرايط از لحاظ ميزان و توزيع ذرات در ساختار نمونه‌هاي کامپوزيتي ريختگي بود. از طرف ديگر مقاومت به شوک حرارتي پايين ذرات کاربيد بُر و ورود آنها با ابعاد نسبتا بزرگ به داخل مذاب بدون پيشگرم باعث خرد شدن و ايجاد ذرات کاربيد بُر با اندازه زير 20 ميکرومتر در ساختار همه نمونه‌هاي اين مرحله گرديد. در مرحله دوم، با هدف کاهش احتمال رخداد پديده پس زده شدن ذرات و کاهش عيوب تخلخلي تاثير دو متغير موقعيت همزن و نحوه افزودن ذرات بر راندمان ميزان ذرات باقيمانده در ساختار ريختگي، نحوه توزيع ذرات در ساختار کامپوزيت، توزيع اندازه ذرات، خواص مکانيکي حاصل شده و چگالي بر روي نمونه با بهترين شرايط از مرحله اول مورد بررسي قرار گرفت. نتايج مرحله دوم اين پژوهش نشان داد که قرار دادن همزن نزديک به کف بوته (فاصله همزن از کف بوته برابر با 3±12 ميليمتر) باعث کاهش تخلخل و افزايش خواص مکانيکي شده و از طرف ديگر بر راندمان ميزان ذرات باقيمانده در ساختار ريختگي و نحوه توزيع ذرات تاثير چنداني نداشته است. در مجموع از نتايج حاصل مربوط به دو مرحله ريخته‌گري چنين مي‌توان استنباط نمود که پارامترهاي مربوط به نمونه با بهترين شرايط پارامتري از مجموع دو مرحله ريخته‌گري شامل سرعت همزدن 700 دور در دقيقه، زمان کل همزدن 15 دقيقه، فاصله همزن از کف بوته برابر با 3±12 ميليمتر و نحوه افزودن شامل 10 دقيقه افزودن و 5 دقيقه همزدن بعد از آن مي‌باشد. کلمات کليدي : ريخته‌گري همزدني شبه درجا، کامپوزيت آلومينيم – کاربيد بُر، توزيع ذرات تقويت کننده، آناليز تصوير.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی