تاثير مدول قطعات ريختگي بر ريز ساختار و نحوه توزيع ذرات SiC در كامپوزيت هاي Al/ SiCp توليد شده با روش هاي باريكه مذاب (NMS) و كامپوكستينگ (SL)

Effect of Castings Modulus on the Microstructure and SiC Particle Distribution in Al/SiC Metal Matrix Composites; Fabricated via Narrow Melt Stream (

روش باريكه مذاب (NMS) به عنوان يكي از روشها جديد نيمه جامد، براي اولين بار در دانشكده مهندسي متالورژي و مواد دانشگاه تهران جهت توليد كامپوزيت Al-10vol.%SiC با ساختار گلبولي استفاده شد. دوغاب كامپوزيتي حاوي ذرات SiC با اندازه متوسط 76/5µm ، با هم زدن مكانيكي در حالت نيمه جامد و با نرخ هم زدن 80orpm تهيه شده و در دماي 660 درجه سانتيگراد از طريق بوته كف ريز هم دما با مذاب، با قطر نازل 10 ميلي متر و از ارتفاع 1/5 متري در قالب هاي استوانه اي از جنس چدن خاكستري با حجم 200 سانتيمتر مكعب و مدول هاي 1 و 1/2 و 1/3 سانتي متر ريخته گري شد. در روش SL ريخته گري دو غاب كامپوزيتي در دماي 660 درجه سانتيگراد، پس از هم زدن با شرايط فوق در قالب هاي مذكور انجام شد. نتايج نشان دادند كه در روش NMS ساختار غير دندريتي مناسبي ايجاد مي شود كه با انجام عمليات حرارتي ذوب مجدد جزئي به ساختار گلبولي تبديل مي شود، در حالي كه در روش كامپوكستينگ ريز ساختار زمينه دندريتي است. با كاهش مدول قالب هاي در روش NMSاندازه متوسط گلبول هاي فاز α كاهش يافته و ميزان كرويت آنها افزايش مي يابد. در هر دو روش با كاهش مدول، توزيع ذرات SiC د رزمينه بهبود مي يابد و به طور كلي در نمونه هاي با مدول يكسان ، توزيع ذرات در روش باريكه مذاب نسبت به روش كامپوكستينگ يكنواخت تر است.

Narrow Melt Stream (NMS)as a relatively new semi solid technique, was initially developed in the school of Metallurgy and Material Engineering, University of Tehran, for producing globular structures in Al/SiCP metal matrix composites. Al-10 vol.%SiC composites reinforced with 76.5 m sized SiC particles produced by SL version of compocasting were used as the starting materials. These ingots were remelted and poured at 6600C through a 10 mm sized nozzle into three cylindrical shaped cast iron moulds with an identical volume of 200 cm3 and various modulus of 1, 1.2 and 1.3 cm, located at 1500 mm under the crucible. It was concluded that in the NMS process, the as-cast composites exhibited nondendritic microstructure which could be converted into a globular structures after partial remelting. It was shown that by decreasing the casting modulus, more spherical globules with smaller average sizes were generated. Also, in both NMS and compocasting processes the decreased casting modulus resulted in a more uniform distribution of SiC particles in the matrix alloy. However, the composites generated by the NMS process exhibited more uniform distribution of SiC particles as compared with their compocasting counterparts.