مقايسه ريزساختار و سختي كامپوزيت درجايAl-Mg2Si تهيه شده از روش هاي ثقلي، سطح شيبدار ساكن و سطح شيبدار لرزان

A Comparison between the Microstructure and Hardness of In-situ Al-Mg2Si Composites Produced via Gravity Casting, Still Cooling Slope and Vibrating Cooling SlopeMethods

كامپوزيت هاي درجاي Al-Mg2Si به دليل چگالي پايين و خواص مكانيكي مطلوب مورد توجه صنايع خودروسازي و هوافضا قرار گرفته اند. با اين وجود ذرات Mg2Siاوليه كه در طي فرآيند انجماد ايجاد مي‌شوند ساختار درشتي دارند كه مي‌تواند اثرات مخربي بر خواص كامپوزيت داشته باشد. بنابراين ذرات بايد به گونه اي بهسازي شوند تا خواص مكانيكي از جمله استحكام و شكل‌پذيري بهبود يابد. در اين پژوهش براي اولين بار از فرآيند سطح شيبدار لرزان به منظور توليدكامپوزيت Al-Mg2Si (حاوي 25 درصدوزني Mg2Si)استفاده شده و نتايج با نمونه هاي ريخته گري شده از روش هاي ريخته گري ثقلي و سطح شيبدار ساكن مقايسه شده است. نتايج نشان دادند كه ريخته‌گري آلياژهايAl-Mg2Si با فوق‌گداز 100 درجه سانتيگرادروي سطح شيبدار به طول 40 سانتيمتر و زاويه 45 درجهكه با فركانس Hz40 مرتعش شده است منجربه ريز شدن و بهبود مورفولوژي ذراتMg2Si اوليه بدون نياز به عمليات ذوب مجدد جزيي و همچنين بهتر شدن نحوه توزيع اين ذراتدر مقايسه با ريخته‌گري ثقلي و سطح شيبدار ساكن مي‌شود. همچنين گرچه ميزان تخلخل در نمونه هاي ريخته شده از روش هاي ثقلي، سطح شيبدار ساكن و سطح شيبدار لرزان به ترتيب سير صعودي داشته اند ولي ميزان سختي در نمونه هاي سطح شيبدار از نمونه ثقلي بيشتر بوده است.

In-situ Al- Mg2Si composites due to their low density and good mechanical properties have been attracted by automobile and aerospace industries. However, the coarse Mg2Si particles that form during the solidification of the alloy can lead to inferior mechanical properties of the composite.Therefore, in order to improve the strength and formability of the composite, these reinforcing particles should be modified. In this study, for the first time, the Vibrating Cooling Slope(VCS) methodhas been utilized to produce in-situ Al-25 wt.%Mg2Si compositeand the results are compared with those obtained via still cooling slope (CS) and gravity casting (GC) methods. Casting of Al-25 wt.%Mg2Si alloy with 100o C superheat was performed using a cooling slope (with the length of 40 cm, set at 45° inclined angle)while it was vibrating at the frequency of 40 Hz. The results showed that the VCS processed sample, in the as-cast condition (without need for any re-heating process) exhibited considerably finer Mg2Si particles with improved morphology distributed more uniformly within the matrix as compared to still cooling slope and gravity casting samples. In addition, although the porosity of samples produced via gravity casting, still cooling slope and VCS methods increased respectively, the cooling slope processed samples exhibited higher hardness than that of the gravity casting.