تحلیل مورفولوژیکی و بررسی شار حرارتی براده بر ریزساختار آلیاژ ریختگی آلومینیوم

در این پژوهش تاثیر اضافه کردن براده بر ریزساختار قطعات آلومینیومی ریخته‌گری شده به‌روش ریخته‌گری تحت فشار مطالعه و امکان تغییر ساختار آلیاژ آلومینیوم 380 در قالب فلزی با افزودن براده بررسی شد. ریزساختار قطعه بیشتر از دانه‌های آلفا، فاز یوتکتیک و ترکیبات بین فلزی و تخلخل تشکیل شده است. به‌علت وقوع شرایط غیرتعادلی انجماد در سیستم آلیاژی حاضر، برای محاسبه کسر وزنی جامد از معادله شایل با تعیین مقدار دقیق ضریب توزیع تعادلی توسط روش تجزیه شیمیایی خطی میکروسکوپ الکترونی روبشی در مجاورت یک فاز بین فلزی در زمان‌های مختلف هم‌زدن و همچنین معادلات حاکم بر تجزیه حرارتی استفاده شد. درنهایت با استفاده از تحلیل شار حرارتی در بوته، پیش‌بینی علمی درخصوص میزان بهینه افزودن براده، زمان هم‌زدن و دمای باریزی به‌دست آمد. میزان فاکتور شکل در دمای بهینه 590 درجه سانتی‌گراد برابر 0/643 اندازه‌گیری شد. مطابق با تصاویر میکروسکوپی نوری از نمونه‌های ریخته‌گری شده، روش افزودن براده (قرار دادن آن در کف یا اضافه کردن به سطح) و افزایش دمای تزریق، تاثیر بسزایی در کسر وزنی جامد تشکیل شده، مورفولوژی دانه‌های آلفا و ریزساختار نهایی آلیاژ دارد.

Morphological and Thermal Flux Analysis in as-Cast Al Alloy after Swarf Addition

In this research, effect of swarf addition on the microstructure of die cast aluminum A380 alloy and the possibility of altering the alloy structure in the metallic die has been studied. The microstructure mainly consists of the alpha;phase, eutectic, intermetallic compounds and porosity. Since the alloy solidifies under nonequilibrium conditions, the Scheil equation with exact amount of equilibrium distribution, analyzed by SEMLine scan around an intermetallic phase at different mixing times as well as governing equations of thermal analysis, was used to calculate the solid weight fraction. Finally, using the thermal flux analysis in the crucible, a scientific prediction on the optimal amount of swarf addition, mixing time and temperature, was made. The shape factor at an optimum temperature of 590 °C was measured as 0.643. According to the optical microscope images of the die cast samples, the addition method (adding it to the floor or to the surface) and increasing the injection temperature have a significant effect on the solid weight fraction, morphology of the alpha;phases and final microstructure of the alloy.