بررسي تاثير اعمال ارتعاش مكانيكي روي سطح شيبدار بر ريز ساختار كامپوزيت هاي Al356-SiCp

Effect of Applying Mechanical Vibration onto the Cooling Slope on the Microstructure of A356-SiCp Composite

در سالهاي اخير استفاده از سطح شيبدار به عنوان يك روش ساده و اقتصادي براي ايجاد ساختار گلبولي در آلياژ هاي مختلف مطرح شده است، اما در اين فرايند نياز به عمليات ذوب مجدد جزئي در ناحيه نيمه جامد مي باشد. از طرفي براي ايجاد ساختار گلبولي، مي توان از فرايند مرتعش نمودن مذاب در حين انجماد استفاده نمود كه فرايندي زمان بر است. روش سطح شيبدار لرزان تلفيقي از دو روش سطح شيبدار و ارتعاش است كه در آن بدون نياز به عمليات ذوب مجدد جزئي ساختار گلبولي مستقيما حاصل مي شود. در تحقيق حاضر براي اولين بار از فرايند سطح شيبدار لرزان جهت فراوري كامپوزيت A356-SiCp استفاده شد. بدين منظور شمش كامپوزيني A356-10%SiCp با اندازه ميانگين ذرات 76 ميكرومتر كه از روش كامپوكستينگ تهيه شده بود ذوب مجدد شده و پس از عبور از روي سطح شيبدار در دو حالت ساكن و مرتعش شده در قالب فلزي ريخته گري شد. نتايج نشان داد كه در كامپوزيت هاي توليد شده با استفاده از روش سطح شيبدار ساكن تنها پس از عمليات حرارتي ذوب مجدد ساختار گلبولي حاصل مي شود. اما در روش سطح شيبدار لرزان ساختار گلبولي مستقيما و بدون نياز به عمليات ذوب مجدد ايجاد مي شود. همچنين ايجاد ارتعاش باعث ريزشدن ساختار و توزيع يكنواخت تر ذرات SiC در زمينه مي شود.

In recent years, cooling slope method; as a simple and cost effective route; has been utilized to produce globular structures in different alloys. However, in this process, reheating of the specimens in the semi-solid region is required. On the other hand, applying mechanical vibration on the solidifying melt in the mold is another method for obtaining a globular structure. However, this technique is known as a time consuming process. Vibrating Cooling Slope (VCS) is a combination of these two semi-solid processes, in which a globular structure can be directly achieved in the as-cast condition without requiring any re-heating process. In the present study, for the first time, VCS process was utilized for processing of A356-SiCp composite with a globular structure. For this purpose, composite ingots having 10 vol.% of SiC particles with an average size of 76 ;m, prepared via compo-casting rout, were first re-melted and then poured on the vibrating cooling slope. Also some experiments were performed on the stationary cooling slope for the purpose of comparison. The results showed that the composites produced via the stationary cooling slope, exhibited a globular structure only after partial re-heating in the semi-solid region. However, those samples prepared by VCS method, showed a globular structure in the as-cast condition without needing partial reheating. Moreover, the VCS generated samples exhibited a finer microstructure together with a more homogeneous distribution of the SiC particles within the matrix alloy.