بررسي پارامترهاي مختلف فرآيند فلز خوراني بر خواص كامپوزيت هاي شيشه فلز حجمي پايه مس در قالب كوارتز

Investigation of Mechanical Behaviour of penetration bullets using bulk metallic glass matrix composites in quartz mould

پژوهش در زمينه آلياژهاي آمورف و به ويژه شيشه فلزات حجمي يكي از موضوعات جديد در حيطه علم و مهندسي مواد مي باشد كه تحقيقات گسترده اي در اين زمينه در حال انجام است. اين آلياژها پتانسيل مناسبي براي كاربردهاي صنعتي دارند. براي توليد شيشه فلز حجمي Cu47Ti33Zr11Ni6Sn2Si1 ابتدا آلياژ سازي از اجزا خالص آلياژ در كوره VAR باخلاء 4*10(-4) mbar انجام و با قدرت مكش 0/1mbar ريخته گري شد. سپس شيشه فلز حجمي توليد شده در قالب كوارتز د رچيدماني از سيمهاي تنگستني با فشار 4/5bar از گاز آؤگون بسيار خالص ، فلز خوراني شد. خواص متالورژيكي محصول بوسيله آزمونهاي، ميكروسكوپ الكترونيكي ، پراش پرتو ايكس، آزمون شبه استاتيكي تنش فشاري و سختي سنجي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان ميدهد فرايند فلز خوراني در قالب كوارتزي جهت حصول به بيشينه استحكام مكانيكي (1798MPa) به ترتيب در دما و زمان 850 درجه سانتيگراد و 10دقيقه بدست آمد. همچنين ريز ساختاري حاصل از ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه زمينه كامپوزيت توليدي در قالب كوارتزي داراي كسر حجمي بالايي از فاز بلوري مي باشد.

Reasearch into amorphous alloys, particularly on BMGS, is a new challenge in the field of materials science on which extensive research has been conducted all over the world. Among result obtained from these efforts, we can name the increase of the potentials of these alloys to be used widely in industry.among various applications of these alloys, the use of BMGs in penetrators can be named. In this application the use of metallic glass matrix-tungsten composites is considered. In the present work, for the first time in Iran BMG has been produced using suction casting method, successfully. To conduct this process, firstly the alloying was done using pure elements of the alloy in a VAR oven with a pressure of 4.10-5 mbar. Then the suction casting performed in the same oven with a suction power of 0.1 mbar. After wards by using pure Argon gas of 4.5 bar pressure, the produced BMG in separate quartz mould is infiltrated into the empty space between a bunch of tungsten wires fixed upright in each mould. Then the parameters affecting the process were optimized. To test the results and proving the required metallurgical properties, various experiments including XRD, compression testing, hardness testing and firing testing as well as microscopic investigation using SEM were conducted. It was concluded that the production of these composites using metallic moulds in a temperature of 900 degree sentigrad in 10 mineutes gives the best results, both from structural poit of view (maximum amorphous phase, more than 80% of the volume), and dynamical results (penetration in to the steel target of 20 mm thickness)