طراحی و ساخت کامپوزیت های استوانه ای شکل تابعی مدرج Al-Mg۲Si با استفاده از روش ریخته گری گریز از مرکز درجا

در دهه های اخیر استفاده از کامپوزیت های زمینه فلزی و مواد تابعی مدرج به دلیل بدست آمدن تلفیقی از خواص مکانیکی و فیزیکی گسترش پیدا کرده است. در این پژوهش روش ریخته گری گریز از مرکز درجا برای ساخت قطعات استفاده شد. کامپوزیت اولیه مورد استفاده در این روش Al-۱۵wt.%Mg۲Si بود. قطعات تابعی مدرج درجا با سرعت های دورانی ۱۰۰۰، ۱۳۰۰ و ۱۷۰۰ دور بر دقیقه با موفقیت ساخته شدند. برای بررسی ریزساختار نمونه های تولید شده از میکروسکوپ نوری و برای بررسی خواص مکانیکی از سختی سنجی ویکرز استفاده شد. مقطع نمونه های ساخته شده به دو قسمت تقویت شده و ماتریس تفکیک شدند و مشاهده شد که با افزایش دور قالب، اندازه قسمت تقویت شده کاهش می یابد ولی درصد حجمی ذرات در آن ناحیه افزایش پیدا می کند. تخلخل به عنوان متغیری مخرب در قسمت تقویت شده افزایش پیدا کرد. سختی در ناحیه تقویت شده افزایش یافت و بیشینه مقادیر سختی برای قطعات با سرعت دورانی های ۱۰۰۰ و ۱۳۰۰ دور بر دقیقه به ترتیب معادل ۵/۶۷ و ۷۰ ویکرز بدست آمد. همچنین در ناحیه کنار قالب، سختی افزایش یافت و بیشینه مقدار سختی برای قطعه با سرعت دورانی ۱۷۰۰ دور بر دقیقه، معادل ۷۰ ویکرز در این ناحیه بدست آمد. عملیات حرارتی انحلال برای نمونه های ساخته شده انجام شد. با مشاهده ریزساختار دیده شد که مورفولوژی ذرات Mg۲Si اولیه و یوتکتیک تغییر کرده اند. سختی پس از عملیات حرارتی با حفظ روند کمی افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه ها:

مواد تابعی مدرج ، ریخته گری گریز از مرکز درجا ، ریزساختار ، عملیات حرارتی ، خواص مکانیکی