بررسي تاثير سيليسيم بر قابليت ريخته گري آلياژهاي Al-Cu-Si

Effect of Si on Castability of Al-Cu-Si Alloys

در اين تحقيق، اثر افزودن مقادير مختلف سيليسيم (1، 2، 3 و 5 درصد وزني) بر ريزساختار و قابليت ريخته گري آلياژهاي هيپويوتكتيك Al-4.5Cu-Si مورد بررسي قرار گرفته است. بر اساس نتايج به دست آمده، افزودن سيليسيم موجب افزايش ابعاد و كسر حجمي تيغه هاي سيليسيم يوتكتيك در ساختار آلياژ مي شود. افزودن سيليسيم همچنين موجب بهبود سياليت ريخته گري، كاهش ميزان تخلخل هاي ساختاري و ارتقاي مقاومت آلياژ در مقابل پارگي گرم مي شود. نتايج آزمون ريخته گري ميله محدود حاكي از آن است كه شاخص حساسيت به پارگي گرم آلياژ پس از افزودن 1، 3 و 5 درصد وزني سيليسيم به ترتيب حدود 48، 78 و 88 درصد كاهش مي يابد. در توافق با نتايج آزمون پارگي گرم، حضور گسترده بازوهاي دندريتي و تخلخل هاي انقباضي بر روي سطح شكست پارگي گرم آلياژ A206 حاكي از توانايي اندك مذاب اين آلياژ در تغذيه انقباضات انجمادي و ترميم ترك هاي گرم ايجاد شده است. با افزايش غلظت سيليسيم ميزان تخلخل هاي انقباضي روي سطح شكست پارگي گرم كاهش يافته و به واسطه افزايش سياليت و ميزان فاز يوتكتيك سه تايي Al-Si-Cu و در نتيجه بهبود شرايط تغذيه و ترميم ترك هاي گرم شكل گرفته هنگام انجماد، ميزان دندريت هاي آزاد روي سطح تا حد چشم گيري كاهش مي يابد و فضاي مابين دندريت ها به نحو موثري توسط مذاب تغذيه مي شود. با اين حال در نمونه حاوي 5 درصد وزني سيليسيم ميزان ذرات سيليسيم يوتكتيك روي سطح شكست افزايش يافته و علايم شكست ترد روي سطح شكست پارگي گرم پديدار مي شود.

This study was conducted to investigate the effect of Si addition (1, 2, 3, and 5 wt. %) on the microstructure and castability of hypoeutectic Al-4.5Cu-Si alloys. According to the results, Si addition increased the average size and volume fraction of eutectic Si platelets in the microstructure. Adding Si also improved the fluidity and decreased the porosity content of the alloy, and enhanced its resistance against hot tearing. According to the constrained rod test results, the hot tearing sensitivity index (HTS) of the alloys containing 1, 3, and 5 wt. % Si, was decreased by 48, 78, and 88%, respectively. In agreement with hot tearing testing results, the extensive existence of dendrites and shrinkage micropores on the hot torn surface of the alloy without Si implies on its low potential in feeding the solidification shrinkages and healing hot cracks. Adding Si decreased the amount of shrinkage micropores on the hot torn surface and due to improving the fluidity as well as increasing the amount of Al-Cu-Si ternary eutectic at the last stage of solidification, improved the feeding characteristics of alloy. Therefore, the amount of free dendrite arms was significantly decreased on the fracture surface. However, adding 5 wt. % Si increased the amount of eutectic Si on the hot torn surface giving rises to a more brittle fracture mode.