فرآوری نیمه جامد آلیاژ AZ91 منیزیم به روش مارپیچ دوقلو و مطالعه ریزساختار و خواص مکانیکی

آلیاژهای نیمه جامد در سال های اخیر به خاطر کاهش هزینه های تولید و حصول خواص فیزیکی و مکانیکی متمایز از اهمیت بسزایی برخوردار شدهاند. در کوشش های متعددی آلیاژهای سری AZ و AM منیزیم مورد فرآوری نیمه جامد قرار گرفته اند و گزارش شده است که با اعمال فرآوری نیمه جامد، ساختار از حالت دندریتی به سمت حالت گلبولی و کروی تغییر می یابد. در این تحقیق، آلیاژ AZ 91 منیزیم تحت فرآوری نیمه جامد قرار گرفته و نتایج ریزساختار شناسی و مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفته است. به طوری که طبق محاسبات نمودارهای شایل و تخمین رفتار تیکسوتروپیکی مخلوط نیمه جامد، مشخص شده است که تاثیر دو عامل ترکیب شیمیایی مذاب و رفتار تیکسوتروپیک آن بر خواص نهایی آلیاژ از سایر عوامل بیشتر بوده است. به علاوه پایداری فصل مشترک مذاب-جامد در حین و بعد از فرآوری از عوامل بهبود خواص مکانیکی نهایی می باشد. لذا باافزایش سرعت دورانی مارپیچ و کسر جامد، ساختار نهایی با مشخصات مطلوب پدید آمده است. مذاب اولیه پس از آلیاژسازی در دمای 630 درجه سانتی گراد، وارد دستگاه مارپیچ دوقلو شده با دمای 575 درجه سانتی گراد شده و فرآوری نیمه جامد با سرعت دورانی 550 دور بر دقیقه به مدت 90 ثانیه انجام شد. به منظور مقایسه ریزساختار و خواص مکانیکی، بخشی از مذاب اولیه در داخل یک قالب ماسه ای ریخته شد. مطالعات ریزساختار به کمک میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و خواص مکانیکی به کمک سختی سنجی مورد بررسی قرار گرفتند. مشخص گردید که با اعمال برش و افزایش کسرجامد، ساختار از حالت دندریتی به سمت دانه های کروی تبدیل شده و ناپایداری فصل مشترک مذاب-جامد کاهش داشته است که این خود بر تغییر خواص مکانیکی نهایی تاثیرگذار بوده است.

کلیدواژه ها:

نیمه جامد ، مارپیچ دوقلو ، منیزیم AZ91 ، ساختار کروی ، پایداری فصل مشترک ، تیکسوتروپیک