بررسي شرايط انجمادي در توليد آلياژهاي هدفمند Al-Si با روش ريخته گري دو مرحله اي

Investigation on solidification parameters for producing functionally graded Al-Si alloys using two-step casting method

در تحقيق حاضر سعي شده است با استفاده از روش ريخته گري دو مرحله اي، آلياژ هدفمندي از Al-Si با گراديان غلظتي از ذرات سيليسيم در مقطع شمش محصول ايجاد شود. براي اين منظور، دوآلياژ هيپو يوتكتيك (LM25) و هايپر يوتكتيك (LM28) از خانواده آلياژهاي Al-Siانتخاب گرديد و در داخل قالب فولادي ريخته گري شد. همچنين با استفاده از روش آناليز حرارتي، منحني هاي سرد شدن براي آلياژ LM25 و LM28 ترسيم گرديد و با محاسبه سطح محدود بين منحني مشتق و منحني مرجع، منحني هاي كسر جامد بر حسب دما و زمان رسم شد تا با استفاده از آن، روش ريخته گري ذكر شده با دقت بالاتري انجام گيرد. به نظر مي رسد محصول ريختن اوليه LM25 و افزودن مذاب LM28 پس از 30 ثانيه با شكل گيري كسر جامد حدود 39 درصد و دماي oC 602 در مركز قالب، با دما و زمان مناسب جهت انجام نفوذ Si بين دو آلياژ در منطقه انتقال، از لحاظ ريزساختار و درشت ساختار در حالت بهينه قرار دارد. محصولات توليد شده با استفاده از آزمايشات متالوگرافي، سختي سنجي و آناليز تصويري مورد مقايسه و تحليل قرار گرفتند.

In this paper, the two-step casting (TSC) method has been used to produce the functionally Si-gradient Al-Si alloys. For this purpose, the hypereutectic LM28 (393.2) and hypoeutectic LM25 (A356) alloys were selected for each step and cast into the steel mold. Thermal analysis technique was used to investigate the solidification behavior of both LM25 and LM28 alloys and to improve the accuracy of TSC process by determining the curves of solid fraction versus time and temperature. It seems that the modified product is obtained by second pouring of LM28 alloy after 30s duration on 39% of solidified LM25 alloy at 602oC. At this situation, a suitable condition has been prepared for Si diffusion at the interface region. The final products were studied through optical microscopy, image analysis and hardness measurement.