Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Maleki,Behzad Niroumand
علي مالکي (استاد راهنما) بهزاد نيرومند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad hossein Babaee
محمدحسين بابائي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Fabrication and characterization of an aluminum/aluminum-copper macrocomposite bimetal by compound squeeze casting process
In this study, an aluminum-aluminum macrocomposite bimetal (Al-4.5wt.%Cu/C.P. aluminum) was successfully fabricated and characterized by compound squeeze casting process. The effects of three process variables, i.e. surface patterning of the solid insert (squeeze cast Al-4.5wt.%Cu alloy), intensity of the applied pressure and pouring temperature of C.P. aluminum on the microstructure and mechanical properties of the interface region were investigated by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) as well as tensile, shear and microhardness tests. Microstructural and EDS analyses showed an evident transition zone across the interface of the bimetals when a special concentric groove pattern was machined on the top surface of the squeeze cast Al-4.5wt.%Cu inserts. Simulation results showed that the machined grooves resulted in formation of large stress gradient fields along the interface region of the bimetals which is believed to result in rapture of the oxide layer facilitating the formation of a transition zone between the bimetal parts. Average thickness of the transition zone of the bimetals produced after surface patterning of the inserts under applied pressures of 70 and 50 MPa, were 375 and 385 ?m, and the average tensile strength of these bimetals were about 54 and 52 MPa, respectively. The process presented in this study is a low cost and promising approach for fabrication of macrocomposite bimetals without resort to any prior chemical treatments of the insert.
در اين پژوهش ساخت و مشخصه يابي ماکروکامپوزيت دوفلزي Al/Al-4.5wt.%Cu به روش ريخته گري کوبشي مرکب با موفقيت انجام شد و تاثير پارامترهاي مستقل فرايند نظير شرايط اوليه سطح آلياژ بستر (Al-4.5wt.%Cu)، ميزان فشار خارجي و دماي بارريزي مذاب آلومينيوم خالص بر ريزساختار ناحيه فصل مشترک و خواص مکانيکي قطعات دوفلزي مورد بررسي قرار گرفت. همچنين انتقال حرارت، انجماد و نحوه توزيع تنش هاي حرارتي و مکانيکي در امتداد ناحيه فصل مشترک قطعات دوفلزي با استفاده از نرم افزارهاي شبيه سازي انسيس و پروکست مدلسازي شد. مطالعات ريزساختاري نشان داد که ضخامت متوسط ناحيه انتقالي تشکيل شده در امتداد ناحيه فصل مشترک قطعه دوفلزي ساخته شده در فشار خارجي 70 مگاپاسکال و بدون الگوي ماشين کاري سطحي بسيار ناچيز بود. يک ناحيه انتقالي واضح در امتداد ناحيه فصل مشترک قطعات دوفلزي داراي الگوي ماشين کاري بر سطح آلياژ بستر مشاهده شد. بر اساس نتايج شبيه سازي، به نظر مي رسد که اعمال الگوي مشخص ماشين کاري بر سطح آلياژ بستر منجر به ايجاد مناطق موضعي تمرکز حرارت، ميدان هاي تنشي موضعي بزرگ حرارتي و مکانيکي در امتداد ناحيه فصل مشترک و در نتيجه شکست لايه ديرگداز پيوسته اکسيد آلومينيوم در حين فرايند مي شود. اين مسئله منجر به انتقال حرارت و جرم موثرتر و شکل گيري نواحي انتقالي در امتداد ناحيه فصل مشترک ميان اجزاء فلزي خواهد شد. ضخامت متوسط ناحيه انتقالي در امتداد ناحيه فصل مشترک قطعات دوفلزي که با ايجاد الگوي ماشين کاري سطحي در فشار خارجي 50 و 70 مگاپاسکال ساخته شده بودند حدود 380 ميکرومتر و استحکام کششي متوسط آنها حدود 53 مگاپاسکال اندازه گيري شد. در قطعه دوفلزي داراي الگوي ماشين کاري سطحي ساخته شده در فشار خارجي 25 مگاپاسکال، عدم اعمال فشار کافي در طول فرايند ساخت منجر به شکل گيري عيوب و ناپيوستگي هاي موضعي در امتداد ناحيه فصل مشترک شد. اين مسئله موجب کاهش ضخامت متوسط ناحيه انتقالي ميان اجزاء به 260 ميکرومتر و کاهش قابل توجه خواص مکانيکي نسبت به قطعات دوفلزي ساخته شده در فشارهاي خارجي 50 و 70 مگاپاسکال شد. مقايسه خواص مکانيکي ناحيه فصل مشترک قطعات دوفلزي ساخته شده در اين پژوهش نشان داد که اعمال الگوي مشخص ماشين کاري بر سطح آلياژ بستر، اعمال حداقل 50 مگاپاسکال فشار خارجي حين انجماد و دماي بارريزي 750 درجه سانتي گراد براي مذاب آلومينيوم خالص، شرايط بهينه شده فرايندي براي ساخت قطعات ماکروکامپوزيت دوفلزي آلومينيوم-آلومينيوم از طريق فرايند ريخته گري کوبشي مرکب مي باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی