اثر ضخامت پوشش نيكل بر ترشوندگي فولاد CK7 در مقاطع آلياژ A413

Effect of nickel coating thickness on steel wire wettability in A413 matrix composites

هدف از انجام اين تحقيق بررسي اثر ضخامت پوشش نيكل، بر تر شوندگي و ريز ساختار فصل مشترك كامپوزيت زمينه آلومينيوم 413 با تقويت كننده ي سيم فولادي CK7 است. به اين منظور از روش ريخته گري توپر جهت توليد نمونه هاي كامپوزيتي و از تقويت كننده سيم فولاد كربني با قطر 0/7mm بدون پوشش و با پوشش نيكل به ضخامت 2 و 10 μm ، در زمينه آلومينيومي استفاده شد. ريز ساختار مقطع نمونه ريخته شده، با ميكروسكوپ نوري الكتروني روبشي، آناليز خطي و نقطه اي بررسي شد. نتايج حاصل از تحقيق نشان داد، كه با پوشش دهي نيكل سيم ترشوندگي مغزه، بهبود مي يابد. سيم بدون پوشش ترشوندگي نداشته و بين مغزه و زمينه، فاصله ي هوايي كوچكي مشاهده شد و پيوندي بين مغزه و زمينه ايجاد نشده است . در نمونه هاي كامپوزيتي با مغزه سيم پوشش دار، مذاب سيم را تر كرده و لايه هايي از تركيبات بين فلزي مشترك تشكيل شده است. تركيبات تشكيل شده در فصل مشترك، شامل فازهاي -Al4.5FeSi/ 2-Al3FeSi/ 11-Al5Fe2Si، از سيم به سمت زمينه، است. پوشش نيكل بر روي تقويت كننده باقيمانده و تركيبات تشكيل شده در فصل مشترك حاوي عنصر نيكل نيستند. پوشش نيكل با هر دو ضخامت 2 و 10 μm، موجب بهبود ترشوندگي شده است. در حين بر هم كنش پوشش نيكل وارد مذاب شده و تركيبات بين فلزي كوچكي در زمينه ي اطراف تقويت كننده تشكيل شده است.

In this study, The effect of nickel coating thickness on wettability and interface microstructure of aluminum 413 were studied by inserting the steel wires with diameters of 0.7 mm, without coating, and with 10 and 2μm thickness coating, into polystyrene patterns, followed by pouring the aluminum melt. The composite interface was studied by optical microscope and SEM with EDS, map and line scan analyses. It was found that uncoated wires did not wet with liquid Aluminum and small air gaps were detected between reinforcement and matrix. Interface microstructure study showed that nickel coating improved wettability. Three intermetallic layers formed at the coated wire and aluminum matrix interface. Sequentially AL5 Fe2 Si, Al3 Fe Si, and Al4.5 Fe Si intermetallic layers formed at wire surface. Nickel layer was disappeared and nickel atom formed some small intermetallic in aluminum matrix.