تاثير اندازه سلول‌ها بر ريزساختار و رفتار مكانيكي فوم‌هاي تركيبي چدن نشكن متشكل از گوي‌هاي توخالي آلومينايي

فلزات سلولي و فوم‌هاي فلزي كه به عنوان دسته‌اي از مواد مهندسي جديد شناخته مي‌شوند، داراي ويژگي‌هاي منحصر به فردي هستند و در نتيجه، مي‌توانند در بسياري از كاربردهاي صنعتي به صورت موفقيت‌آميز مورد استفاده قرار گيرند. در اين پژوهش، گوي‌‌هاي توخالي آلومينايي به منظور ايجاد سلول‌ها در چدن نشكن به كار گرفته شدند. فرآيند توليد گوي‌هاي توخالي آلومينايي شامل پوشش‌دهي دانه‌هاي پلي‌استيرن به عنوان زيرلايه توسط مخلوطي از پودرهاي آلومينا و سيليكات سديم و استفاده از عمليات حرارتي به منظور خروج پلي‌استيرن مي‌باشد. سپس، به منظور توليد فوم‌هاي تركيبي چدني از روش ريخته‌گري ماسه‌اي استفاده گرديد. بعد از تهيه قالب‌، گوي‌هاي توخالي آلومينايي درون حفرات قالب جاي داده شدند و در نهايت، مذاب‌‌ريزي انجام شد. نمونه‌هاي ريختگي سنگ‌زني شدند و مطالعات ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آزمون فشار بر روي آن‌ها صورت گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه كاهش اندازه سلول‌ها منجر به بهبود رفتار فشاري فوم‌هاي چدني مي‌گردد. ريزساختار نمونه‌هاي توليدي شامل پرليت به همراه گرافيت‌هاي كروي احاطه شده با فريت است. در نمونه‌هايي كه حاوي گوي‌هاي آلومينايي كوچك‌تر هستند، ضخامت ديواره سلول‌ها كاهش و بنابراين، سرعت سرد شدن افزايش مي‌يابد. در نتيجه، سريع سرد شدن ديواره سلول‌ها در اين نمونه‌ها موجب ايجاد فاز كاربيد در ريزساختار مي‌شود.