ريخته‫گري نيمه جامد رئوكست آلياژ استحكام بالاي Al-5Cu-1Ag

Semi-Solid Rheocasting of Al-5Cu-1Ag High Strength Alloy

ترك گرم مهم‫ترين عيب ريختگي آلياژ Al-5Cu-1Ag است. براي رفع اين عيب از روش‫هاي نوين ريخته‫گري از جمله ‫ريخته‫گري نيمه‌جامد مي‌توان استفاده نمود. در اين پژوهش بعد از فرآيند آلياژسازي، نمونه‫هايي به روش متداول و نيمه جامد ريخته‫گري شدند. اين نمونه‫ها به مدت 18 ساعت در دماي 150 درجه سانتي‫گراد تحت فرآيند پيرسازي قرار گرفتند. مطالعات ريزساختاري به وسيله ميكروسكوپ‫هاي نوري و الكتروني روبشي مجهز به EDS به منظور آناليز عنصري و نرم‫افزار CLEMEX براي آناليز تصويري انجام شد. خواص مكانيكي به وسيله سختي‌سنجي برينل و آزمون كشش مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه رفتار نيمه‌جامد و تعيين كسر جامد بهينه به وسيله نرم‌افزار Thermo Calc انجام گرفت. نتايج نشان داد كه ساختار كاملا دندريتي در ريخته‌گري به روش متداول به ساختار 78 درصد كروي با قطر 48 ميكرومتر در ريخته‫گري نيمه جامد تبديل شد. سختي، استحكام كششي و ازدياد طول نسبي به ترتيب به ميزان‌هاي 50، 20 و 77 درصد افزايش يافتند. بر اساس نتايج مدل‫سازي ترموديناميكي، 545 تا 612 درجه سانتيگراد بازه دمايي مناسب براي فرآيند رئوكستينگ اين آلياژ است.

The most important defect in casting of Al-5Cu-1Ag alloy is hot tear. To solve this problem, using new casting methods such as semi-solid casting process is in forth. In this research after alloying process, samples were casted via common direct casting (DC) and semisolid casting (SC) methods. These samples were aged for 18 hours at 150 °C. Microstructural studies were performed by optical and scanning electron microscopes equipped by EDS for elemental analysis and image analyzing by CLEMEX software. Mechanical properties were investigated by the use of Brinell hardness and tensile strength measurements results. Study on semi-solid behavior and determination of optimum solid fraction were performed by Thermo Calc Software. Results show that the dendritic structure in DC casted samples has changed to a 78% spherical structure with 48 μm diameter in SC method. Thus, hardness, tensile strength and elongation increased up to 50%, 20 % and 77 %, respectively. According to thermodynamically modelling results the optimum temperature range for rheocasting of Al-5Cu-1Ag alloy is 545-612 °C.