ريزساختار انجمادي آلياژ آلومينيم A390 توليد شده به روش‌ ريخته‌گري كوبشي

Solidification Microstructure of A390 Aluminum Alloy Manufactured by Squeeze Casting Process

در اين پژوهش، اثر فرايند ريخته‌گري كوبشي بر ريزساختار انجمادي، عيوب ريختگي و سختي آلياژ A390 مورد بررسي قرار گرفته و با روش‌هاي ريخته‌گري در ماسه و قالب فلزي مقايسه شده است. براي ريخته‌گري كوبشي از يك پرس و قالب فلزي پيش‌گرم شده تا 200 درجه سانتيگراد تحت فشار MPa120 استفاده شد. بررسي‌هاي ريزساختاري و سختي‌سنجي انجام شد. از دستگاه آناليز حرارتي براي ارزيابي منحني‌هاي سرد شدن مذاب و تحليل فازي استفاده شد. نتايج نشان داد كه ريزساختار اين آلياژ در شرايط ريخته‌گري كوبشي نسبت به روش‌هاي ريخته‌گري در ماسه و ريژه اصلاح و ظريف‌تر شده و عيب‌هاي انقباضي به شدت كاهش يافته است. در شرايط ريخته‌گري كوبشي، مساحت ذرات سيليسيم‌ اوليه و طول تيغه‌هاي سيليسيم يوتكتيك كوچك‌تر و كمتر شده است. ارزيابي‌هاي كمي نشان داد كه روش ريخته‌گري كوبشي در مقايسه با دو روش ريخته‌گري در ماسه سبب كاهش متوسط مساحت و نسبت طول به عرض ذرات سيليسيم‌هاي اوليه به ترتيب به ميزان‌هاي 74 و 17 درصد شده است. همچنين سختي اين آلياژ در روش ريخته‌گري كوبشي در مقايسه با روش‌هاي ماسه‌اي و قالب فلزي به ترتيب به ميزان 30 و 18 درصد افزايش يافته است.

The effects of squeeze casting process (SQC) on the as cast microstructure, casting defects and hardness of A390 aluminum alloy were investigated and compared by sand and permanent mold casting processes. The squeeze casting was performed using a hydraulic press and 200°C preheated steel die at 120MPa. The microstructural evaluations and hardness variations were measured. The thermal analyzer technique was used to determine the solidification cooling curve and solidified phases. Result exhibited that the microstructure of the alloy was refined and modified by SQC compered by the sand mold and the permanent mold casting. In addition, the shrinkage defects were severely decreased. The intermetallic phases, the primary silicon and eutectic silicon particles were refined. The quantitative analyses of microstructures showed that the squeeze casting decreased the average area of primary silicon particles and its aspect ratio in amount of 74% and 17% respectively compared with sand casting. Also by using SQC, the hardness of the alloy increased to 30 and 18% compared to sand and permanent casting methods respectively