حمید سازگاران - دانشجوی دکتری گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
علیرضا کیانی رشید - استاد گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

تولید چدن های خاکستری با ویژگی های مکانیکی بهبودیافته به همراه هزینه پایین یکی از مهم ترین چالش های این دسته از مواد در اغلب کاربردهای فنی و مهندسی بشمار می­رود. در این پژوهش، از براده های فولاد AISI ۱۰۴۵ بمنظور تقویت استحکام کششی چدن خاکستری هیپویوتکتیک استفاده شده است و فصل مشترک نفوذی ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از فرآیند ریخته گری ماسه خشک، یک نمونه بدون استفاده از تقویت کننده و دو نمونه با استفاده از تقویت کننده تولید شد. نمونه های حاوی تقویت کننده فولادی هر کدام به صورت مجزا ریخته گری شدند و به ترتیب دارای ۵/۱ و ۳ درصد حجمی از براده های فولاد هستند. مطالعات ریزساختاری به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی صورت گرفت. بررسی های میکروسکوپی نشان می دهد که ناحیه ای کاملا مجزا در میان براده های فولاد و چدن خاکستری مشاهده می شود که بیانگر ایجاد فصل مشترک نفوذی می باشد. در فصل مشترک، نفوذ عناصر کربن و سیلیسیم از سمت چدن به سمت براده ها صورت می گیرد و این پدیده سبب تشکیل یک فصل مشترک متمایز از نواحی زمینه و تقویت کننده می گردد. بمنظور تعیین تاثیر استفاده از تقویت کننده بر روی ویژگی های مکانیکی، آزمایش­های سختی سنجی و کشش انجام گردید. بر اساس آزمایش­های انجام شده، ایجاد سازگاری بسیار خوب بین زمینه و تقویت کننده سبب افزایش سختی و استحکام کششی می شود.

مواد مرکب, چدن خاکستری, براده فولاد, فصل مشترک نفوذی