بررسي ريزساختاري فوم‌هاي ريختگي چدن نشكن توليد شده با استفاده از گوي‌هاي توخالي آلومينايي

Investigation of microstructure of ductile iron foam produced by hollow alumina spheres

فلزات سلولي مي‌توانند به روش‌هاي گوناگوني توليد شوند كه يكي از اين روش‌ها تحت عنوان استفاده از پُركننده‌هاي فضا شهرت دارد. اغلب بعد از ريخته‌گري مذاب فلز در اطراف پُركننده‌هاي فضا، آن‌ها خارج مي‌شوند و سلول‌ها را ايجاد مي‌كنند. در اين پژوهش، از گوي‌هاي توخالي آلومينايي به عنوان پُركننده فضا استفاده شده است. توليد گوي‌هاي توخالي آلومينايي با استفاده از يك روش مبتني بر پودرهاي آلومينا صورت گرفت. در اين روش، يك سوسپانسيوني از پودرهاي آلومينا با سيليكات سديم به عنوان چسب تهيه شد و سپس فرآيند پوشش‌دهي آن‌ها بر روي دانه‌هاي پلي‌استيرن صورت گرفت. با استفاده از عمليات حرارتي در دماي °C 100 به مدت 1 ساعت، پلي‌استيرن تجزيه مي‌شود و گوي‌هاي توخالي آلومينايي توليد مي‌شود. گوي‌هاي توليد شده درون حفرات قالب‌هاي ماسه‌اي قرار داده شدند و ريخته‌گري مذاب چدن نشكن در اطراف آن‌ها صورت گرفت. پس از سرد شدن و انجماد، فوم‌هاي چدن نشكن توليد شد. بررسي‌هاي ميكروسكوپ نوري در بزرگنمايي‌هاي گوناگون و بر روي نمونه‌هاي اِچ شده و اِچ نشده صورت گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه ريزساختار نمونه‌هاي توليدي شامل پرليت به همراه گرافيت‌هاي كروي احاطه شده با فريت مي‌باشد. در نمونه‌هايي كه حاوي گوي‌هاي آلومينايي كوچك‌تر هستند، ضخامت ديواره سلول‌ها كاهش و بنابراين، سرعت سرد شدن افزايش مي‌يابد. سريع سرد شدن اين نمونه‌ها موجب ايجاد فاز كاربيد در ريزساختار شده است.

Cellular metals can be manufactured in various techniques, one of the known techniques as the use of space holder. After casting the molten metal around the space holders, they are removed and the cells are created. In this paper, alumina hollow spheres are used as space holder. Production of alumina hollow spheres is carried out by a powder base technique. In this technique, a suspension of alumina powders and sodium silicate as binder was coated on polystyrene cores. Pyrolysis of polystyrene cores was carried out at 100 °C temperature in 1h and alumina hollow spheres were manufactured. Manufactured hollow spheres were placed into the sand mould cavity and then, molten ductile iron was casted into mould. After cooling and solidifying, ductile iron foams were manufactured. Light microscopic evaluations were carried out on polished and etched specimens at various magnifications. Results show that microstructure of specimens involves of pearlite and ferrite surrounded nodular graphite. In specimens containing of the smaller alumina hollow spheres, the thickness of the cell walls decreases and cooling rate increases. Therefore, carbide phases were formed in microstructure.