مقایسه ریزساختار، سختی و قابلیت ماشین کاری آلیاژهای برنج بیسموت‏دار، سرب دار و سیلیسیم دار

تولیدکنندگان صنعت ساختمان در تلاش هستند تا به دلیل مسائل زیست محیطی، اقدام به حذف عنصر سرب در محصولات خود نمایند. سرب به منظور ایجاد قابلیت ماشینکاری به آلیاژ های برنج اضافه می شود. در این پژوهش سعی شده است تا ویژگی های ریزساختاری، سختی و فازهای تشکیل شده در آلیاژ برنج سرب دار با خواص و مشخصات متالورژیکی آلیاژهای برنج بیسموت دار و سیلیسیم دار به عنوان جایگزین های احتمالی آن، مورد مقایسه قرار گیرد. بدین منظور نمونه برنج بیسموت دار از طریق ریخته-گری پیوسته و نمونه های برنج سرب دار و سیلیسیم دار از طریق فرآیند اکسترود و کشش، تولید شدند. این نمونه ها از نظر ساختاری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و سختی آنها اندازه گیری شد. در ادامه میکروساختار آلیاژ های مذکور توسط میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که بیسموت در ساختار برنج مشابه سرب عمل کرده و هیچ گونه حلالیتی در فازهای آلفا و بتا پرایم از خود نشان نمی دهد. از طرف دیگر، سیلیسیم دارای انحلال کامل در این فازها می باشد. از این رو، با استفاده از مکانیزم محلول جامد موجب افزایش سختی و قابلیت ماشین کاری آلیاژهای برنج می شود. به منظور بررسی قابلیت ماشین کاری، نمونه های تولیدی توسط ماشین تراش اتوماتیک مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که دو آلیاژ برنج بیسموت دار و سیلیسیم دار می توانند به عنوان جایگزینی مناسب برای برنج های سرب دار در نظر گرفته شوند. اما عمر کارکردی ابزار در صورت استفاده از برنج سیلیسیم دار به شکل قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت.