بررسي تاثير سرعت همزن و الگوي سيلان مذاب بر ساختار آلياژ نيمه جامد Al-8% Mg

Effect of stirring speed and flow pattern on the microstructure of a rheocast Al-Mg alloy

افزايش توجه به فرايند ريخته گري نيمه جامد طي سالهاي اخير باعث ارزيابي هاي دقيق روي متغيرهاي اين فرايند و تاثيرات آنها بر روي ريز ساختار و ديگر خواص اين آلياژها شده است. اين تحقيقات نشان داده است كه ميزان و نحوه ايجاد تنش برشي در مذاب در حال انجماد ، بيشترين تاثير را بر ايجاد و تكامل ساختارهاي غير دندريتي آلياژهاي نيمه جامد دارد. در اين پژوهش تاثير شدت اعمال تنش برشي (سرعت همزدن) و الگوي سيلان دو غاب نيمه جامد (با تعبيه بافل در بوته) بر ساختار نيمه جامد آلياژ Al-8%Mg بررسي شد. به منظور ابتدا مذاب آلياژ در يك دستگاه رئوكستر ذوب و سپس تا رسيدن به دمايي معادل 30% فاز جامد اوليه به صورت پيوسته سرد شده و در شرايط مختلف تحت تنش قرار گرفت. نتايج اين آزمايشات نشان داد كه افزايش سرعت هم زدن باعث ريز تر و كروي تر شدن ساختار مي شود. همچنين استفاده از بافل (بهم زن) با تغيير الگوي سيلات مذاب در بوته و تشديد حركت مذاب در كنار ديواره هاي بوته باعث ريزتر و كروي تر شدن ساختار دندريتي نهايي مي گردو به نظر مي رسد تاثيري بيشتر از تاثير سرعت همزدن اصلاح ساختار نيمه جامد داشته باشد. هر چند توجيه اين تعييرات ساختاري توسط مكانيزم جوانه زني و جدا شدن از روي ديواره امكان پذير است ولي مكانيزم اگلومراسيون - دي اگلومراسيون قادر به توجيه تاثير استفاده از بافل بر ساختار نمي باشد.

In this study the effect of stirring speed and the flow pattern inside a processing crucible have been examined. This investigation was performed on the microstructure of mechanically stirred Al – 8% Mg. Results revealed that by increasing the stirring speed, morphology of primary particles became finer and more spherical. By using baffles the flow pattern inside the crucible changed. This change causes the melt to accelerate along the crucible walls and that made the structure finer, more spherical and non-dendritic. Although the model is named ‘’ nucleation and separation from the wall mechanism ‘’; it is able to explain the evolution of the semi solid microstructure. It must be mentioned that the other model named ‘’fragmentationagglomeration ’’ can’t explain the changes in microstructure by using baffles.