مكانيزم شكست مس و آلياژهاي Cu-Al در طي پديده ي خستگي حرارتي

Fracture Mechanism of Cu and Cu-Al Alloys within Thermal Fatigue Phenomenon

در اين پژوهش سعي بر اين شده است كه مكانيزم شكست ناشي از خستگي حرارتي با سيكل حرارتي با سيكل حرارتي دامنه 0 الي 900 درجه ي سلسيوس در نمونه هاي مس خال و سه گروه آلياژ مس-آلومينيوم با 1/5 و 3/0 و 12/0 درصد آلومينيم بررسي شود. در اين پژوهش ابتدا نمونه هاي مورد نياز از مس و آلياژهاي مس - آلومينيم در كوره ي برقي مقاومتي و شعله اي تهيه و ريخته گري شد، سپس با آزمون هاي آناليز شيميايي ، سختي سنجي ميكرو ، متالوگرافي در هر 50 سيكل براي كوره ي برقي مقاومتي و كوره ي شعله اي تا ترك برداشتن نمونه ها مورد اندازه گيري و بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از بررسي ريز ساختار اين آلياژ در اثر خستگي حرارتي بين 0 الي 900 درجه ي سلسيوس نشان داد كه مكانيزم خستگي حرارتي كاملا وابسته به اتمسفر كوره و درصد آلومينيم آلياژ مس مي باشد نتايج نشان داد در اتمسفر كوره ي الكتريكي نمونه ها شديدا دچار پديده ي خوردگي داغ مي شود، ولي در اتمسفر كوره ي شعله اي تقريبا پديده ي خوردگي داغ حذف شده و نمونه هاي حاوي 3% مس بيشترين مقاومت خستگي حرارتي را از خود نشان دادند به طوري كه تركي در نمونه هاي Cu-3%wtAl مشاهده نشد.

In this result the fracture mechanism of thermal fatigue in the cycle of 0-900°C in pure copper and 3 composites of Cu-Al alloys with 155،3،12% Aluminum was studied. First of all, The needed samples of Cu and Cu-Al alloys was casted, then process of thermal fatigue test was done in every 50 cycle by electrical and flame furnace. Finally the results of micro hardness and macro hardness, metallography pictures, the process of nucleation and growth of surface cracks pictures were reported. The result of reports proved that the fracture mechanism is completely depended on the furnace atmosphere and Aluminum percentage in alloys. In the electrical furnace the main thermal fatigue mechanism, hot corrosion phenomenon was extremely occurred while in flame furnace, the nucleation and growth of surface cracks occurred. But the most important part of results is that the Cu-3%Al alloy had the most thermal fatigue resistance in the both furnace atmosphere. As a result there isn`t approximately any surface crack on this sample.