مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی متغیرهای موثر در تولید و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیم- برنج

نویسندگان
1 دانشجو، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشگاه علم و صنعت ایران
3 دانشگاه علم وصنعت ایران
چکیده
در این تحقیق از روش ریخته‌گری گریز از مرکز برای تولید کامپوزیت دوفلزی آلومینیم- برنج استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی عبارتند از چهار دمای پیش‌گرم (100، 200، 300 و 400 درجه‌ی سانتی‌گراد)، سه دور متفاوت (800، 1600 و 2000 دور بر دقیقه) و دو نسبت حجمی (5/1 و 5/2) است. میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس (EDS) و آنالیز پراش اشعه‌ی ایکس (XRD) برای مشاهده‌ی ریزساختار و شناسایی فازها مورد استفاده قرار گرفت. آزمایشات مکانیکی، بر اساس الگوی چالمرز، و بررسی سطح شکست روی تعدادی از نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد، فصل مشترک حاصله دارای سه ناحیه‌ی مجزا است. به ترتیب و از سمت برنج، منطقه‌ی 1 لایه‌ی نفوذی (Al3Cu5Zn4- Al3Cu3Zn)، منطقه‌ی 2 رسوبات Al3Cu توزیع شده در زمینه Al11Zn، و در نهایت منطقه‌ی 3 ساختار یوتکتیک غیرعادی (α-Al/Al3Cu) شناسایی شد. نتایج آزمون فشار (تست چالمرز) نشان داد با افزایش ضخامت فصل مشترک، شکنندگی آن افزایش یافته و تنش کم‌تری را تا گسیختگی تحمل کند. سطح شکست فصل مشترک حاوی هر دو نوع شکست ترد و نرم است. به نظر می رسد شکست ترد متعلق به رسوبات Al3Cu و شکست نرم ناشی از ساختار یوتکتیک غیرعادی α-Al/Al3Cu است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental Study of Effective Parameters on Production and Mechanical Properties of Al- brass Bimetal Composite

نویسندگان English

Morteza Gholami 1
Mehdi Divandari 2
Mohammad Taghi Salehi 3
1 IUST
2 Iran University of Science and Technology
3 IUST
چکیده English

In this study, aluminum- brass bimetal composite was produced by centrifugal casting process. Four preheat temperatures (100, 200, 300, and 400°C), three rotational speeds (800, 1600, and 2000 rotation-per-minute) and two volume ratios (1.5 and 2.5) are variables which have been investigated. Optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction analysis (XRD) were used for microstructure observations and phase characterization. Mechanical tests, based on Chalmers model, and fracture studies were performed on some specimens. According to the results, interface contains three discrete zones. Zone 1 includes diffusional layers (Al3Cu5Zn4- Al3Cu3Zn), zone 2 contains Al3Cu precipitates distributed in Al11Zn matrix, and at last zone 3 includes anomalous eutectic microstructure (α-Al/Al3Cu). Pressure test results showed that brittleness is associated with interface thickening so that bond strength is weakened. Interface fracture surface contains two fracture modes, brittle and ductile. Brittle fracture seems to be related to Al3Cu precipitates and ductile fractures to α-Al/Al3Cu anomalous eutectic microstructure.

کلیدواژه‌ها English

Bimetal composite
Chalmers Test
Aluminum
Brass
Fracture surface