بررسي ريزساختار كامپوزيت ريختگي درجا با زمينه آلياژ آلومينيوم A319 مقاوم شده با تركيبات بين‌فلزي حاوي آهن، توليد شده به‌روش هم‌زدن در ناحيه نيمه‌جامد

The Microstructural Study of in Situ Al Alloy 319 Based Composite Reinforced by Iron-Based Intermetallic Produced by Stir Casting Process

در تحقيق حاضر، تأثير فرايند ريخته‌گري هم‌زدني روي اصلاح مورفولوژي تركيبات بين‌فلزي حاوي آهن در كامپوزيت ريختگي درجا با زمينه آلياژ آلومينيوم 319A، مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته است. براساس بررسي‌هاي ميكروسكوپي انجام شده توسط ميكروسكوپ‌هاي نوري و الكتروني روبشي، مورفولوژي نامطلوب تيغه‌اي شكل تركيبات آهن‌دار β و نيز تركيبات خشن فاز α با مورفولوژي ستاره‌اي شكل، در اثر اعمال نيروهاي برشي مذاب، به‌ذراتي ديسكي و شبه كروي با نسبت طول به عرض كمتر اصلاح شده‌اند. همچنين تأثير پارامترهايي مانند دماي هم‌زدن، سرعت سرد شدن و ميزان آهن اضافه شده بر شكل، اندازه و پخش تركيبات بين‌فلزي آهن و تيغه‌هاي سيليسوم يوتكتيك مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه هم‌زدن مذاب با سرعت 1200 دور بر دقيقه به مدت پنج دقيقه در دماي نزديك به دماي جوانه‌زني فاز β و ريخته‌گري آن در قالب فلزي بهترين شرايط را براي بهبود شكل، اندازه و توزيع تركيبات بين‌فلزي β فراهم نموده است. نتايج حاكي از آن است كه شكل مضر تركيبات آهن توسط نيروي همزن در ناحيه نيمه‌جامد به‌خوبي سبب اصلاح شكل و اندازه و پخش اين تركيبات مي‌شود.

The effect of stir casting process on the modification of the Fe-containing intermetallics formed in a cast in-situ composite based on Al-319 matrix alloy was studied in the present work. Microstructural observations using optical and scanning electron microscopes showed that the undesirable needle-like shape of the Fe-containing intermetallics (β) and also the coarse star-like α compounds were modified into the disc and spheroid shape particles with much less length to width ratio. The effect of parameters such as stirring temperature, cooling rate and Fe contents on the shape, size and distribution of intermetallic particles and eutectic Si blades were also studied. Results showed that the best condition to improve the shape, size and distribution of intermetallic particles can be achieved at a stirring speed of 1200 rpm for 5 minutes at the vicinity of β needles nucleation temperature followed by casting into a metallic mold. Based on the results obtained from the current work, it can be concluded that the harmful morphology of the β intermetallic needles can be properly modified by applying a shearing force during stirring the molten alloy in the semi-solid state.