تحقیقی بر مکانیزم و عوامل مؤثر بر تشکیل تخلخل در آلیاژهای Al-Si بهسازی شده با استرانسیم

نویسنده

چکیده

در این تحقیق، پدیده تشکیل تخلخل در آلیاژهای Al-Si بهسازی شده و عوامل مؤثر بر آن مورد مرور و بررسی قرار گرفت. عملیات بهسازی آلیاژهای ,Al-Si تخلخل را در قطعات ریختگی که به طور نسبی عاری از مکهای انقباضی‌اند، افزایش می‌دهد. البته در مذابهای بهسازی شده که به طور نسبی دارای مقدار هیدروژن کمی هستند (کمتر از Al، cc/100g 1/0)، تأثیر عملیات بهسازی بر افزایش تخلخل قابل ملاحظه نیست. در واقع تخلخلهای بوجود آمده در اثر عملیات بهسازی از نوع گازی‌اند. از طرفی تحقیقات به عمل آمده بیانگر این است که عناصر بهساز تأثیری بر مقدار هیدروژن محلول در مذاب نداشته و از این رو این عناصر نمی‌توانند از طریق افزایش هیدروژن در مذاب سبب افزایش تخلخل شوند. همچنین گرچه عملیات بهسازی سبب افزایش دامنه انجماد به میزانoC 10-4 می‌شود ولی افزایش جزیی تخلخل ناشی از این افزایش دامنه انجماد در حدی نیست که بتواند افزایش قابل ملاحظه تخلخل در اثر عملیات بهسازی را توجیه کند. از طرفی آخرین بررسی‌های به عمل آمده نشان‌دهنده آن است که کاهش تنش سطحی مذاب در اثر عملیات بهسازی با 02/0 درصد وزنی استرانسیم بسیار جزئی (5%) است، از این رو عملیات بهسازی از طریق کاهش تنش سطحی مذاب نیز نمی‌تواند سبب افزایش تخلخل شود. علاوه بر این گرچه محققان زیادی معتقدند که استرانسیم با افزایش سرعت اکسایش مذاب و بنابر این با افزایش مقدار آخال اکسیدی در مذاب سبب افزایش تخلخل می‌شود، ولی مشاهدات سیستماتیک به عمل آمده بیانگر عدم مشارکت فیلمها و آخال اکسیدی استرانسیم در تشکیل تخلخل در آلیاژهای بهسازی شده است. استرانسیم و سایر عناصر بهساز دیگر که سبب افزایش تخلخل می‌شوند (سدیم و کلسیم)، تمایل زیادی به تشکیل ترکیبات بین فلزی چند گانه با آلومینیم و سیلیسیم در دامنه انجماد دارند. مطالعات سیستماتیک به عمل آمده نشان دهنده حضور و مشارکت ترکیبات بین فلزی استرانسیم (احتمالاً Al2Si2Sr)، در مجاورت بیشتر تخلخلهاست، بنابراین عملیات بهسازی با استرانسیم می‌تواند با تشکیل این ترکیبات بین فلزی در دامنه انجماد سبب افزایش تخلخل شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of the Mechanism and Causes of Pore Formation in Sr-modified Al-Si Alloys

نویسنده [English]

  • S. M. Miresmaeili and S. Shabestari
چکیده [English]

The formation of microporosity in modified Al-Si alloys has been reviewed in the present study. A major concern in modification is the increased tendency to form microporosity in the macro-shrinkage free Al-Si alloy castings. It has also been demonstrated that at low hydrogen contents (0.1cc/ 100g, Al), where only shrinkage porosity should occur, the effect of Sr-modification on porosity content is not considerable, indicating that the increase in porosity is due to an increase in gas porosity. Modification treatment, however, does not add hydrogen to the melt, nor does it increase the rate of regassing of the liquid, revealing that it can not enhance pore formation by increasing the melt hydrogen content. Modification treatment raises the freezing range (4-10 oC), but this increased freezing range exerts only a very small effect on microporosity formation, which cannot, by itself, explain the increased tendency to microporosity formation observed in modified alloys. The presence of modifiers slightly decreases the surface tension of the melt (5%), although this decrease in surface tension is not sufficiently high to considerably enhance pore formation in modified alloys. Many researchers have reported that modification treatment might favour the formation of porosity due to its effect on oxide use in the heterogeneous pore formation although the systematic observation of pores has shown that SrO does not take part in pore fomation in Sr-modified alloys. Strontium and other modifiers which increase pore formation (Na and Ca) in Al-Si alloys have a high chemical affinity to form complex intermetallic compounds with Si and Al. Systematic observation of pores have shown that Sr-rich intermetallics take part in pore formation. Thus, Sr-modification may increase the porosity content through the formation of Sr-rich compounds during solidification.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Al-Si alloys. Modification treatment with strontium
  • Porosity
  • Strontium-rich intermetallic compounds

تحت نظارت وف ایرانی