Skip to main content
SUPERVISOR
Behzad Niroumand,Ali Maleki
بهزاد نیرومند (استاد راهنما) علی مالکی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Armin Shashaani
آرمین شعشعانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Hot tearing is a common defect encountered in large freezing range cast alloys. It occurs when the linear contraction of the alloy which is going through its semi-solid state is hindered by rigid cores or mold sections. It has been shown that hot tearing includes two distinct stages of nucleation and growth, and that volumetric defects such as gas and shrinkage porosity as well as entrained inclusions facilitates nucleation of hot tears. For this reason, cast metal matrix composites are expected to have higher susceptibility to hot tearing than their monolithic counterparts. In the present research, the occurrence of hot tearing in Al-4.7%Cu-SiC P cast composites and their monolithic alloy was studied by computer simulation using PROCAST software as well as by real casting experiments using Instrumented Constrained T-shaped Casing (ICTC) method. Also the effects of magnesium addition to the melt and use of feeding system were investigated. To study the influence of reinforcing particles on the occurrence of hot tears, changes in contraction force developed during solidification of the castings was measured. The simulation results indicated that the intensity of hot tearing decreases by incorporation of the feeding system and increases by addition of the reinforcement particles. The maximum contraction force measured in the experimental work for the monolithic and the reinforced samples, both cast using the feeding system, was 7380 N and 5420 N, respectively. This confirms that the reinforcement addition increases the hot tearing intensity. Use of feeding system, however, did not show any logical relationship with hot tearing. The maximum contraction force measured for the reinforced samples cast without feeding system with and without 2% Mg addition was 7750 N and 9330 N, respectively. This shows that 2% Mg addition has reduced the hot tears tendency. Keywords: Hot tear, Metal matrix composite, ICTC test, Al-4.7%wt.Cu, Al-Cu-SiC.
پارگی‌گرم یکی از عیوب متداول در آلیاژ‌‌های ریختگی با دامنه انجماد بالا است که در ناحیه نیمه جامد آلیاژ در حال انجماد و در اثر تاثیر متقابل انقباض قطعه و مقاومت قالب به این انقباض رخ می‌دهد. بررسی‌‌های مختلف نشان داده است که ایجاد پارگی‌گرم شامل مراحل جوانه‌زنی و رشد می‌باشد. عیوب ساختاری از جمله آخال و تخلخل بر ایجاد پارگی‌گرم تاثیر می‌گذارند و باعث آسان شدن جوانه‌زنی پارگی‌گرم می‌شوند. با توجه به اینکه ذرات تقویت‌کننده سرامیکی در کامپوزیت های زمینه فلزی نقش آخال را در زمینه فلزی بازی می‌کند، به نظر می‌رسد کامپوزیت‌‌های زمینه فلزی استعداد بالایی به پارگی‌گرم داشته باشند. در تحقیق حاضر تاثیر ذرات تقویت کننده بر وقوع پارگی‌گرم در آلیاژ Al-4.7wt.%Cu از طریق شبیه سازی با نرم افزار Procast و انجام آزمون‌‌های ریخته‌گری در قالب T شکل در دو حالت بدون تغذیه و همراه با تغذیه و همچنین با یا بدون اضافه کردن منیزیم بررسی شد. برای بررسی تاثیر ذرات تقویت‌کننده بر وقوع پارگی‌گرم، تغییرات نیروی انقباضی ایجاد شده و قابل تحمل توسط قطعه در حین انجماد در همه حالت‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان داد که با اعمال تغذیه، شدت پارگی‌گرم کاهش یافته و با ورود ذرات تقویت‌کننده این شدت افزایش می‌یابد. نتایج آزمایشگاهی نیز نشان داد که حضور ذرات باعث افزایش شدت پارگی‌گرم شده به طوری که مقدار نیرو برای دو نمونه کامپوزیتی و غیرکامپوزیتی همراه با تغذیه تا قبل از برش پیچ ها به ترتیب 5420 و 7380 نیوتون بدست آمد. اما اعمال تغذیه تاثیر منطقی بر شدت پارگی‌گرم در نتایج حاصل از آزمایش های عملی نداشت. همچنین با اضافه‌کردن 2 درصد وزنی منیزیم، شدت پارگی‌گرم کاهش پیدا کرد به صورتی که مقدار نیروی تحمل شده توسط قطعه تا قبل از برش پیچ ها برای نمونه بدون تغذیه و غیرکامپوزیتی بدون منیزیم و همراه با منیزیم به ترتیب 7750 و 9330 نیوتون بدست آمد. این افزایش نیرو نشان دهنده تحمل بیشتر قطعه در برابر پارگی‌گرم در اثر افزودن منیزیم می باشد. کلمات کلیدی : پارگی‌گرم، کامپوزیت زمینه فلزی، آزمون ICTC، Al-4.7wt.%Cu، Al-Cu-SiC.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی