330 -323ص ، ص59شهریور ، 2، شواره 3جلذ

:Please cite this article using برای ارجاع ب ایه مقال از عبارت زیر استفاد وماییذ:

Gholami, M. Divandari, M. and Salehi, M. T., “Defects characterization of Al-brass composite produced via centrifugal process”, In Persian, Journal of Science and

Technology of Composites, Vol. 3, No. 2, pp. 123-130, 2016.

نشریه علوی پژوهشی

کامپوزیـت علوم و فناوریhttp://jstc.iust.ac.ir

ريش گریس از مرکس بروج تلیذ ضذ ب -یابی عیب در کامپزیت آلمیىیم مطخص

2محمذتقی صالحی ،*2، مهذی دیاوذری1مرتضی غالمی

واسؿاع اسؿذ، ذػی اد، داـا ػ صؼت ایشا، تشا -1

داـىذ ذػی اد، داـا ػ صؼت ایشا، تشاداـیاس، -2

divandari@iust.ac.ir، 16846-13114، صذق پؼتی تشا

اعالعات مقال 29/10/94دسیافت:

17/12/94پزیشؽ:

:انياشگ ذکلی

تشج-واپصیت آیی

شی شیض اص شوض سیخت

ػیب

فی اوؼیذی ػؽحی

چکیذ

واس شفت ای دفضی ت د سؽ، افمی ػدی، ت ایی اػت و تشای تیذ واپصیت شی شیض اص شوض یىی اص سؽ سیخت

تش واس شفت ؿذ، تشای تیذ لؽؼاتی تذا اػت و ؼثت استفاع ت لؽشؿا و ای تحمیك تؿد. حات ػدی ای سؽ، و دس ی

100ش ؿذ تا دای دس تؽ تشجی پیؾ 5/2 5/1ای زاب ت جاذ اص احذ تاؿذ. دس ای تحمیك، زاب آیی تا ؼثت

اص یىشػىج سی شی ؿذ. دس تش دلیم سیخت 2000 1600، 800ای دسا دس حا چشخؾ تا ػشػت ػؼیعی دسج

(OM( یىشػىج اىتشی ستـی )SEMتشای ـاذات یىشػىپی یض اص ؼیف ) ( ػج پشاؽ پشت ایىغEDS )ؿاػایی تشای

ؼیخت فی اوؼیذی ػؽحی ی شیض اص شوض تا سػذ و جشیا یافت زاب دس حص اػتفاد ؿذ. ت ظش ی تـىی ؿذ،فاصای

ؿد. اص ؼشف دیش، پاس ؿذ ای فی ای و ؿشایػ تشای تـىی پیذ تاسطیىی ؼاػذ ی زاب آیی شا اػت ت

ی ا ؿد. تایج ای تحمیك ـا داد واپصیت شا تالؼ راتی فشآیذ ى اػت جة تشص ػیتی دس لؽؼ اوؼیذی ػؽحی ت

تذی وشد تش اص ػایش لؽؼات دس ؼشض ػیب ؼتذ. ای ما ػیب ختف ـاذ ؿذ سا دػت تیؾ 2000تیذ ؿذ ت اصای دس

.وذ تشسػی ی اثش تغیشای ختف ثش سا

Defects characterization of Al-brass composite produced via centrifugal process

Morteza Gholami, Mehdi Divandari*, Mohammad Taghi Salehi

Department of Material Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran *P.O.B. 16846-13114‎‎,Tehran, Iran, divandari@iust.ac.ir

Keywords

Aluminum-Brass composite

Centrifuge casting

Defects

Surface oxide film

Abstract

Centrifugal casting is one of the methods which is used for producing bimetallic composite parts. This method runs both horizontal and vertical mode. Vertical mode, used in this work, is currently taken to produce casting parts with height to diameter ratio less than unity. In this study, aluminum melt with 1.5 and 2.5 melt-to-solid volume ratio was cast into 100°C preheated brass bush rotating at 800, 1600, and 2000 (rpm), respectively. In order to characterize the cast samples, possible phases and casting defects various equipment such as optical microscope (OM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) have been used. Flowing of Al melt, at centrifugal field, is possibly associated with surface oxide film rupture so that metallurgical bonding is attained. On the other hand, these oxide films flowing at the melt surface and inherent turbulence of this process may cause defects in the casting. It was noted that bimetal composites produced at 2000 rpm are subjected to more defects than the other. This article categorizes various defects seen and analyzes different effective parameters.

مقذم -1

ای ذس ذػی یاصذ ػىشد تی، ساذا تاال دس ػی حا ػاص

پیذا ا ایت ضی ای پایی ؼتذ؛ اص ای س، ؼشاحی تیذ واپصیت

ؿذ ای تی یشی دشحا اغة ت صست سیخت. غؽه[1]وذ ی

ؼسی و ػؽح خاسجی غؽه تـى اص آیاط ما ت ػایؾ یا ما ت ت

ی آیاطی . ویفیت الی[2]خسدی تد آیاط داخی اسصا تش اػت

شفت دس فص ـتشن د فض ت تغیشای تؼذدی ظیش صتشی ؿى

ی آیاطی، پؿؾ ی ػؽحی سی الیػؽحی صیشالی، تاثیشات صیشالی

ؼت اػت. ی آیاطی ػا تؼذد دیشی اتصیشالی، چی اجاد الی

ػا تؼذدی یض ظیش ػشػت شدؽ لاة، ػشػت ػشد ؿذ پغ اص

هوکاراى غالهی وهرتضی روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

424

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا

سیخت زاب، دای صیشالی لث اص سیخت، دای زاب دس صا سیخت،

سؽ تیضواسی صیشالی یض سؽ پؿؾ دی )حا تشویثی، دا، صا

ض اص شی شی تشؿذی ...( ى اػت تش سی اػتحىا پیذ دس سیخت

. دسحمیمت، سذ تـىی فص ـتشن تاسطیىی [3]شوض تاثیشزاس تاؿذ

تش ثای رب ػؽحی ایجادؿذ دس جاذ اػت. حتای حشاستی زاب

ش تؽ جش ت تشوض ؿذ حشاست دس فص ـتشن دای پیؾ

زاب/جاذ ؿذ احال ات ای فاص جاذ دس زاب اص ماغ تشجؼت ی

ی اوؼیذی ػؽح غض دس صا دس صستی و الی .[4]ػؽح ؿشع ی ؿد

یشی اتصا فضی پیػت و شی حعس داؿت تاؿذ اص ؿىفشآیذ سیخت

. [5]آسد شی شوة اػت، اؼت ت ػ ی ی سیختی یه لؽؼالص

.A. Gیالدی تػػ 1809شی شیض اص شوض دس ػا فشآیذ سیخت

Eckhardt [6] تؼذاد دس اختشاع ؿذ اا ت ػت اتای دس ایجاد اػا

سد یاص تشای تای یشی شیض اص شوض، ت ػت ثد تجیضات اىتشیىی

تسای دس تاال دس آ صا، اػتفاد اص آ حذد تد.

ؿد. اص حات سیخت شی شیض اص ت د صست افمی ػدی اجا ی

اسد دیش اػتفاد لشاس افمی ػا تشای تیذ ا، تیب ا، ػیذسا،

تش اص ع شی شیض اص شوض ػدی وتاؿد. ؼ سد زاب دس سیختی

افمی تد فض زاب ؼتمیا ت دس لاة دس حا چشخؾ تاسسیضی

ؿذ دس ع ؿد. تاتشای وتش دای تاسسیضی مذاس زاب سیخت ی

ای شی شیض اص شوض یىی اص سؽ. سیخت[7]تش اػت ػدی ػاد

ی تخای ی ویفیت اػتاوذشی اػت و دس آ، ػیایت تؼیی سیخت

شی ػدی ؼثت ت لؼیت افمی اػت. ػیایت زاب دس حات سیخت

لاة تفات اػت صیشا دس ای حات، زاب تش خالف یشی ثم حشوت

. تشآیذ یشای شیض اص شوض وسییغ ػال تش وه ت تاال [8]وذ ی

ای اوؼیذ ػؽحی زاب آذ زاب دس تؽ، جش ت پاسی الی

ای فی ػؽحی وا یىذػت ثد ؿد. اص آ جایی و و الی ی

ای ا دس فیا ػیب ػاختاسی تاؿذ، حعس آخاآخاتاذ حای ی

ای ی اپیػتی ظؼی ػ وشد حتاذ ت ض اوؼیذی، ی

ی اوؼیذ ػؽحی تحت یشی شیض اص شوض ت ؿاس اػثی تشای پاسی الی

داس ػت اجاد جت سؽ شیض اص شوض ت ؿذ ت شی . لؽؼات سیخت[4]سد

اص ػت تیش ت داخ، ػا ػاسی اص ػیتی چ تخخ امثاظی یا

شیض ؿذ ت سؽشیای دفضی سیختای غیشفضی تد اخاصی

ی فری دس فص ـتشن ؼتذ اص شوض، دس اتای فشآیذ حای یه احی

شی شیض اص شوض، ؿذ ت سؽ سیختشیی لؽؼات سیخت. ػیة ػذ[6]

تالؼ ػؽحی تیذ ؿذ حی سیخت تد و ػا اص آ صشف ظش ؿذ

ای سی جشیا فض زاب حی پش ؿذ لاة تاثیش لات الحظ .[2]اػت

ویفیت ایی سیختی داسد. چی اختالف دایی تی دای زاب دای

ای اوؼیذی فی. [9]صیشالی مؾ لات تجی دس پش ؿذ لاة داسد

ا مؾ ی دس واؾ ویفیت اػتادپزیشی آیاطای سیختی اخاصی

% ـىالت لؽؼات سیختی شتغ ت 80اػت. دسحمیمت، آیی داؿت

تالؼ ػؽحی حی . [10]اب اػت ػیب اؿی اص یش افتاد اص دس ز

ؿد. ی زاب یای اوؼیذی دس تدشی جة حثغ فیسیخت

و جشیا ػیای ـا داد اػت و ای Real-Time X-rayؽاؼات

وذ، یه سطی جشیا تالؼ اظ ؼی ای تشخسد یت اتای حفظ

. دس ای [11]آیذ ی صای وتا ت صست ظؼی تجد ییه دس

-شی تجد آذ دس فص ـتشن واپصیت آییتحمیك ػیب سیخت

یشد. ا سد اسصیاتی لشاس یتشج تشسػی ؿذ ػ سخذاد آ

ت حی فشآیذ پش ؿذ لاة اجاد، یشی ػظی شیض اص شوض ثم

ؿد. ؼادالت جش ت حاو، فض ایغ دس لاة شدا اػا ی

اػتوغ تشاو اپزیش و حشوت ػیاالت یتی سا -یؼی ؼادالت ایش

شی وذ دس دػتشع اػت. ؼادالت حاو تش پش ؿذ لاة سیختتـشیح ی

( ـا داد ؿذ اػت.2( )1ای ) دس ساتؽ

(1)

( )

(2)

یؼىصیت، فـاس، چای ػیا، ػشػت ؿتاتی، ت ؼسی و

ای ف صا اػت. ػشػت دس ختصات واستضی

و تاثش اص یشی شیض اص شوض یشی وسییغ ؼتذ ػشػت

جت تفاتذ.، دس ػ ، ، (، 1)ؿى

[11ای ػشػت یه ػ دس جات ختف ]ف 1 ضکل

.ؿد صست صیش ؿت ی جع تشداس ػشػت ؿتاتی دس ش جت ت

(3)

(4)

(5)

ػشػت ؼثت ت جت ای، ػشػت صای ای و ت

.[12]ؿتاب شاؾ اػت ،

ا سفت، ؿتاب ػال تش ؿتاب شیض اص شوض وسییغ و ؿشح آ

ای دیشی یض دس ای فشآیذ دخی اػت. ؿتاب شا تا حشوت دایش

.اػت (6ساتؽ ) یىاخت، ؿتاب ای ت شوض ایذ ؿذ مذاس آ ؼاد

(6)

. ت ای [13]ػشػت تاظاتی رس اػت ؿؼاع دایش ت ؼسی و

یشای تؼذد دس ػاختاس سیختی حاص اص فشآیذ تشتیة ی تا ت مؾ

تج وشد. دس ایت ای یشا ی تاذ ت تیذ لؽؼات سیختی تا ویفیت

تاال جش ؿذ تا ای جد ص اىا تـىی ػیب سیختی واال شتفغ

ی ؿد.

ريش آزمایص -2 ماد ايلی -2-1

آیی خاص سد اػتفاد دس CuZn35تشویة ؿییایی تشج

ـا داد ؿذ تشای 2و دس ؿى ؼسی ـخص اػت. ت 2 1 ای جذ

تا اتؼاد ؼی اػتفاد ؿذ. CuZn35تیذ تؽ تشجی اص سق

هرتضی غالهی و هوکاراى روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

329

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا

تشویة ؿییایی ؿؾ آیی سد اػتفاد دس ای تحمیك 1 جذيل

اد ؿؾ

آیی

08/0 ػییؼی

064/0 آ

027/0 یضی

006/0 ض

اتمی آیی

سد اػتفاد دس ای تحمیك CuZn35تشویة ؿییایی سق 2 جذيل

سق ادCuZn35

65 غ

3/0 یى

1/0 لغ

05/0 آ

05/0 ػشب

02/0 آیی

اتمی سی

صد ؿذ ت اتؼاد تشجی؛ اف( سق تشجی تشؽای ػاصی تؽشاح آاد 2 ضکل

دی د ؼص فت فالتش، ب( تؽ تشجی و تا اػتفاد اص پثیی 265×40×3

ػش آ ت ؽثك ؿذ اػت

تجهیسات مرد استفاد -2-2

ی ی زاب آیی )تا ؼثت زاب ت جاذ ؼی( اص وستشای تی

اػتفاد ؿذ. ؿؾ آیی خاص پغ اص ص ؿذ دس ماتی تت ای

700ی شافیتی ؿاسط ؿذ دس وس لشاس داد ؿذ. دای وس سی تت

سیضی تظی ؿذ پغ اص آاد ؿذ زاب، ػیات رب ػؼیعی دسج

شی شیض اص شوض ػدی دس تؽ تشجی تؼثی ؿذ دس دػتا سیخت

شفت.( اجا3)ؿى

ایی ای یىشػىپی، لؽاعا ت ظس تشسػیی پغ اص تی

ی ی ؿاسا تا واغز ػثاد(. ػپغ 4صد ؿذ )ؿى ا تشؽاص

یىشی تحت پیؾ لشاس 1صی ؿذ تا پدس آیای ػثاد 2000

ج یىشػى Olympus BX51Mشفت. یىشػىج سی ذ

ػجی پشاؽ اؿؼ اىتشی ستـی ػاخت وـس چه جض ت دتىتس ؼیف

( تشای ـاذات یىشػىپی سد اػتفاد لشاس شفت ػپغ EDSایىغ )

تصایش حاص تجضی تحی اجا ؿذ. Image J [14]تا اػتفاد اص ش افضاس

2

1600 rpm

200 °C

6

3 4

5

1

7

8

9

10

-2ساا تاسسیض -1شیض اص شوض ػدی؛ شی ایی اص دػتا سیخت 3 ضکل

ی اتما تؼ -6ؿفت -5ی لاة حفظ -4تؽ تشجی -3ات )ػی وتا(

داػج تص -9ایستس )دػتا تظی ػشػت چشخؾ( -8اىتشتس -7یش

ی داوذ طشاتس شایـی وتش -10ت طشاتس ػیؼت شایـی

ح یػسشتیفاشات

حؽشت

)ب()فا(

ییآجشت

-ی دفضی آییؿذ؛ اف( ؼشحاسشیای سیختشاح تشؽ 4ضکل

تش جت اجا ـاذات یىشػاختاسیتشج، ب( تشؽ ت اتؼاد وچه

هوکاراى غالهی وهرتضی روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

421

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا

وتایج ي بحث -3

ضرایظ فصل مطترک کامپزیت -3-1

ای اػت احالی یظتـىی فص ـتشن دس تحمیك حاظش اؿی اص ؿشایػ

ی ىایىی دخی دس فشآیذ سیخت شی اص شوض، و دس اثش یشای چذا

ؿشایػ ػشد وذی اؿی اص د پذیذ اتما ضا ذایت جاتجایی

ای اجا یشیؿد. اذاصچی فر دس اتای فشآیذ اجاد تای ی

ـا داد و پای فص ـتشن تـىی ؿذ ت Image Jافضاس ؿذ تا ش

ـخصات (.5اصای افضایؾ ػشػت چشخؾ واؾ یافت اػت )ؿى

تش ظخات تیؾ .آسد ؿذ اػت 3شی ؿذ دس جذ ای سیخت

شی ای سیختدسمایؼ تا 5/2ای تا ؼثت حجی فص ـتشن

لاتیت احال جاذ دس زاب ت ػت افضایؾ 5/1ؿذ تا ؼثت حجی

ی اتمای فص چی فر ػصشی اػت و جة افضایؾ ػشض احی

. زاب آیی تا سد ت دس تؽ غ دیاس [15]ـتشن ؿذ اػت

ای و ایذ ت ، ػاصش غ سی، جد دس آیاط تشج، سا ح یجاذ

یشد و حای ػاصش ی رب پایی ؿى یحی ػ تایی تا مؽ

ـا داد و EDSای یشیی آیی، غ سی اػت. اذاصا ػ

ی ػ ؿا سػتات الی Al3Cu3Znی د ، الیAl3Cu5Zn4ی ا الی

Al3Cu ی ح جاذ آیی اػت و حمما ای ؿى دس صیصفح

اذ و ای فاص، حات تـشیح وشد ؼشفی وشد ’ϴپیـی، آ سا فاص

. آخشی [17, 16]اػت Al2Cuتا تشویة اػتویتشی ϴغیشتؼادی فاص

ای دا ی فص ـتشن و دس جاست آیی الغ ؿذ ؿا تصیغالی

اػت و دس اثش اجاد ػشیغ دس ای فشآیذ α-Al/Al3Cuغیشػادی یتىتیه

اجاد غیشػادی حص تشص ی وذ. ای ظع و ػاختاس یتىتیه

صایی جا ی دستیج و دس ؿشایػ اجاد غیشتؼادی [18]ػشیغ اػت

ؿد تػػ دیشا یض ضاسؽ ؿذ ی تـىی یتىتیىی فاص د ؼتم سؿذ

.[19] اػت

تغییش ظخات فص ـتشن ت اصای تغییشات ؼثت حجی زاب ت جاذ 5 ضکل

ػشػت چشخؾ

ضرط تطکیل پیوذ -3-2

6 جاذ اػت. ؿى تشی ـى پیذ فضات، اوؼیذای ػؽحی زاب

-5/2 ؼثت زاب ت جاذ 1600دس -5ی ی لؽاػی اص دذـا

اػت. ت ؼسی و دس تصیش ـاذ ی ؿد، اتصا دس ػشتاػش تشلشاس

تا ت حعس احتای اوؼیذای ػؽحی ؼثت داد ـذ و ػت آ سا ی[19].

ش دای پیؾ 700شی ؿذ ت اصای دای تاسسیضی ای سیخت 3 جذيل

ػؼیعی دسج 100)تؽ تشجی(

ؿاس

ػشػت دسا

)دس تش دلیم(

پای فص ـتشن

تش()یی

ؼثت حجی

)زاب ت جاذ(

1 800 21/1

5/1 2 1600 83/0

3 2000 489/0

4 800 48/1

5/2 5 1600 02/1

6 2000 7/0

تـىی پیذ تاثش اص حتای حشاستی، مؾ فی ای جاذ ػؽحی،

استؼاؿات ىایىی شتثػ تا دسا دػتا یض یشای ىایىی تیظ

یشی ػد تش ػؽح جاذ ف ای تش سی ػؽح اػتا فضی جاذ

. دسحمیمت، یشای اػای ت سی ػیا دس حا حشوت تا [19]اػت

وذ ت ای سا ایجاد یؿىؼت فی اوؼیذی ػؽحی زاب، ػؽح تاص

ؼسی و ػؽح جاذ ت ػت تػػ زاب تش ؿذ ؿشایػ تشای تـىی

ؿد.پیذ تاسطیىی یا ی

3mmذیپ ذلاف یحا

ی احی فالذ پیذ دذـا 5ی لؽاع تشؽ صد ؿذ اص 6ضکل

تاسطیىی

عیب مجد در فصل مطترک کامپزیت -3-3

ی شیض اص شوض تؼیاس پیچیذ تد سفتاس پش ؿذ لاة تػػ زاب دس حص

ا ى اػت دیذ ػیتی ظیش حثغ حفشات اصی، امثاظی اخاصی

ی ای ایغ یشای شیض اص شوض، زاب تا تحت تاثیش ظشتؿد. دسالغ،

ؿشایػ سا تشای تـىی [20]ؿد غ وف لاة شدا ت اؼشاف پشت ی

تش ای سخذاد پشداخت وذ و دس ادا ت تـشیح تیؾػیتی ؼاػذ ی

ی ااع ػیب جد دس فص ـتشن اػت. دذـا 7ؿد. ؿى ی

حفرات گازی -3-3-1

ؿذ تا ت د ػا ؼثت داد و ای اصای ح ـا ػیب اصی سا ی

دس زاب آیی اػت و تا تغییشات دا افضایؾ آ دس خال ػیات

رب افضایؾ ی یاتذ. ای اص دس شح اجاد، چاچ فشصت داؿت تاؿذ

اص حالیت خاسج ؿذ تا تجیغ ت صست حفش اصی دس تؼیاس اسد

. اا ػا د حاص [20]شا تا حفش امثاظی تشص ظس ی یاتذ

ای ػؽحی فض اوؾ فیضیىی زاب ا یا اصای جد دس ااسی

ذ اػت و دس ؿشایػ سیخت شی ت ػشػت افضایؾ حج پیذا ی وذ. جا

ای حثاب ای اصی و دس فص ـتشن زاب جاذ تـىی ی ؿذ

ـاذ ی ؿد 8ى اػت ت تص ؿذ ت ؼسی و دس ؿى

تػػ یشی شیض ت ػت فض زاب، و دس ایجا آیی اػت، ساذ ؿذ

[21].

هرتضی غالهی و هوکاراى روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

321

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا

تشج و دس -حفشات اصی جد دس فص ـتشن واپصیت آیی

ی تش تای ت تـىی دس جاست احیاذ، تیؾـا داد ؿذ 9ؿى

آییی فص ـتشن ؼتذ.

تشج-ااع ػیب حت دس فص ـتشن واپصیت آیی 7 ضکل

ی شیض اص شوض ی حشوت حفشات اصی دس حصی حدذؿاتیه ـا 8ضکل

ی دذو ـا 3ی تصیش ثثت ؿذ تا یىشػىج سی اص 9 ضکل

دس فص ـتشن اػت حفشات اصی یشافتاد

شی، خصصا دس فشآیذ شیض اص شوض، سیختػت تالؼ حی ت

ای اصی ؼمذ ؿذ سفتاسی تاثش اص یشای اسد داسذ تش ی حثاب

اػاع سفتاس حثاب اصی تا لث اص اجاد تش اػاع ساتػ صیش سد اسصیاتی

دس حات پایا تا ػشػت لشاس شفت اػت. حثاب اصی تا لؽش س ت تاال

ی شیض اص شوض تا ػشػت وت وشد دس حصحشدس جت حس چشخؾ

.[21]وذ ؼی ؼیش ی

(7) (

( )

)

(8)

چای چای ایغ ؼاد یشی شیض اص شوض، ؼسی و ت

ؿد. ت ؼسی و اص اص اػت و تمشیثا ؼاد صفش دس ظش شفت ی

(، رسات تا چای تاالتش دس احی تیشی تشوض آیذ )تش ؼادالت تشی

فص -ػت آیی -ؿذ حفشات اصی تای ت ػت داخی

(. 10ؿذ )ؿى ـتشن ی

تصیش ثثت ؿذ تا یىشػىج سی اص فص ـتشن جاس آیی 11 ضکل

و یای ساذ ؿذ حفشات اصی ت ػت تخؾ آییی فص 4ی

ـتشن اػت

تش ؼثت ت دیش رسات رسات تا اتؼاد تضسي ای لثی،ؼثك ضاسؽ

تش ت تاثش اص یشای شیض اص شوض ؼتذ ػشیغ ؿاس، ت یضا تیـتشی

ؿذ ساذ ی -ػت تشج و دس ایجا سی جاذ اػت -حیػ خاسجی

( دس ای فشآیذ 6تا 3. یه تحی ػاد سی یشای دخی )ؼادالت [22]

( دس مایؼ تا دیش یشا، 6دذ و یشی ای ت شوض )ؼاد ـا ی

ػت -ی دس ذایت حفشات اصی ت ػت حیػ داخیتاثیش لات الحظ

فص ـتشن داسد. تایج تحمیك حاظش ـا داد و واؾ -آیی

ؼثت حجی زاب ت جاذ یض افضایؾ ػشػت چشخؾ جش ت

تش ؿد. دسحمیمت، وتش اص ت دس سیختی ییشافتادی ش چ تیؾ

( جة افضایؾ یشافتادی 5/1ای حجی ؿذ یضا زاب )دس ؼثت

اص ؼشف دیش، افضایؾ ػشػت چشخؾ یض اص اص ت دس لؽؼ شدیذ.

ی لاة تش اص ت دس حفشؿاغ یش افتاد تیؾ 2000تا 800حذد

ػذ اىا فشاس اص سا تجد آسد.

حفرات اوقباضی -3-3-2

اذ دس ت ؼس وی، تـىی حفشات امثاظی اتؼت ت یضا زاب تالی

تػػ تػػ ػشػت جشیا تی دذسیتی دذسیتی اػت و فعاای تی

.ؿد)لا داسػی( تظیح داد ی

(9)

( )

دذسیتی( ؼاد اػت تا ثاتت )فرپزیشی فعای تی ت ؼسی و

𝜑 (𝜑 ،وؼش ثاتت اتؼت ت ػاختاس دذسیتی فعای تی تاصا

. حفشات [21]شادیا فـاس اػت یؼىصیت حجی ایغ اػت.(،

ای ؼتذ و غاة ( یض ت 11امثاظی جد دس فص ـتشن )ؿى

)سیضػاختاس جاس آیی و ی یتىتیه غیشػادی احیای حفشات دس

اذ و اثت تاخش تد اجاد ؿذ دذسیتی اػت( الغحای ػاختاسی ؿث

وذ. دس ػت آیی ت ای ظع وه ی

هوکاراى غالهی وهرتضی روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

421

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا

ی یتىتیه غیشػادی تصیش ثثت ؿذ تا یىشػىج سی اص احی 11ضکل

(α-Al/Al3Cu ) ای احیـىی حفشات امثاظی دس ت 1ی

تخلخل خارج از مرکس -3-3-3

ا تای ت الغ ؿذ دس احی ی دایی یىاخت، تخخدس یه حص

ؼتذ و دیشتش جاذ ی ؿد. دس سیخت شی شیض اص شوض ای احی

لاػذتا دس حذ فاص احی ای اص ػؽح ـتشن زاب جاذ فص ـتشن

سی دس حا ؿشخؾ، الغ ی ؿد. تصیغ زاب ای جد، دس داخ

ی شیض اص شوض، ؼثت ت حات ؼی سیخت ی امثاظی تحت حصحفش

شی د فضی ا، تای ت شوض احی چذ صذ یىشی فص ـتشن

ای تـىی ؿذ دس تخختش اػت. تد اتؼاد آ یض ت ظح وچه

ای جاس تشج( دیذ ا تؼعا د )الیی فص ـتشن ػذتا دس الی

اذ و تظیح دالی تشص آا ـى اػت ی تشخی حمما آشا ت ؿذ

. اثت [23]تماس ثد تشتیة اجادی ح حس شوضی ؼثت داد اذ

ای ىت سا تایذ دس ظش داؿت و ای تخخ ا ؼال سیض تد ؼثت ت

ایت وتشی داسذ.حات ای لثی

ترک )فیلم اکسیذی( -3-3-4

شی شوة ت د ىایض ای اوؼیذی حی سیختت ؼس وی، تـىی فی

ای اوؼیذی حی ( تـىی فی1ختف ؼثت داد ؿذ اػت: )

ای اوؼیذی اؿی اص اوؾ تی زاب ( تـىی فی2شی زاب ) سیخت

ت، ت حط سیخت زاب فی ای اوؼیذی ی جاذ. دسحمیم صیشالی

ی زاب، ػی فشآیذ ؿى شفت حثغ اوؼیذای جذیذ دس تد

(. 12یشد )ؿى تاخسدی سا تجد آسد اوؼیذ فی دالی ؿى ی

شی اوؾ تی زاب ای اوؼیذی اؿی اص فشآیذ سیختلؽغ ظش اص فی

ت ػت فض جاذ )ت ػت ؿیة غظتی صیشالی، حشوت رسات جاذ

ای اوؼیذی تص تاذ چی فیجد دس فص ـتشن( یض ی

ای سا تجد آسد و دس تیج یه فی اوؼیذی چذالی تیذ اثاؿت ؿذ

. [24]ؿد ی

یشای اػای ت ػیا شیض اص شوض ؿذ تا ؼیخت وشد فی

وذ و ت ػت سا ایجاد یای اوؼیذی ػؽحی صیشالی زاب، ػؽح تاص

وذ تػػ زاب تش ؿذ ؿشایػ سا تشای تـىی پیذ تاسطیىی فشا ی

ؿذ، جثات تا خسد تالؼ ػؽحی ایجاد . اص ؼشف دیش، [25]

. [26] آسدی زاب سا فشا یای اوؼیذی دس تدیشافتادی فی

حفشات شی ظیش ای اوؼیذی حثغ ؿذ غاثا تا ػیب ختف سیخت فی

.[27]ا شا اػت ا ػشتاس دس سیختیامثاظی، تشن

ی ؿاتیه حثغ فی ای اوؼیذی تاص ؿى شفت دس تدای 12ضکل

[23] زاب حی فشآیذ سیخت شی

ای اوؼیذی تـىی ؿذ ت اصای افضایؾ تالؼ و دس ایجا اؿی فی

13ؿد. تصیش ؿى اص افضایؾ ػشػت چشخؾ اػت، ؿذیذتش ی

جة تشن ای اػت و پیچیذی فی اوؼیذی دسی ؿثىدذ ـا

خسد فص ـتشن ؿذ ػال تش آ، ػیب دیشی یض ت ػت تالؼ

( دس 5/2( یض حتای حشاستی تاال )ؼثت حجی 2000تیؾ اص حذ )دس

ؿذ دس ایغ تا تـىی ای حثغ ای تجد آذ اػت. دسحمیمت،

یا، پشفی ای تی دس جشیا یض تغییش ظؼی چای ػحص

.[11]دذ تشی سا تـىی یػؽحی اظ

ای اوؼیذی ػال تش جت ؼی دس جت ػشظی فص ـتشن فی

ـخص اػت، فی 14اذ. ت ؼسی و دس تصیش ؿى یض ـاذ ؿذ

اوؼیذی تـىی ؿذ دس جت ػد تش فص ـتشن الغ ؿذ اػت. دس

ی زاب ؿاس ؿذ ای اوؼیذی پغ اص تـىی دس تدحمیمت، فی

ای اص لؽؼ لشاس یشذ جثات تـىی تشن دس آ مؽى اػت ش

احی سا فشا آسذ.

ی تصیش ثثت ؿذ تا یىشػىج اىتشی ستـی اص فص ـتشن 13ضکل

ب ی فی اوؼیذی جة تشن خسد فص ـتشن ؼیی دس سفت؛ ؿثى6

ی واپصیتی ؿذ اػتؿذ لؽؼ

هرتضی غالهی و هوکاراى روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

325

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا

ی Al3Cuی سػتات تصیش ثثت ؿذ تا یىشػىج سی اص احی 14ضکل

ای ى اػت جة تشن ؿد ی زاب دس ش مؽ؛ فی اوؼیذی ؿاس دس تد5

گیری وتیج -4

تشج اص چاس الی تـىی ؿذ -* فص ـتشن واپصیت آیی

، Al3Cu5Zn4ا ت تشتیة اص ػت تشج ػثاستذ اص اػت. ای الی

Al3Cu3Zn سػتات ،Al3Cu ای ؿى ایتا ػاختاس یتىتیه صفح

دس جاست آیی اػت. α-Al/Al3Cuغیشػادی

تشج -حفشات اصی جد دس فص ـتشن واپصیت آیی*

فص ـتشن ی آییی تش تای ت تـىی دس جاست احی تیؾ

ؼتذ.

ی یتىتیه غیشػادی و حای غاة حفشات امثاظی دس احی*

اذ.دذسیتی اػت الغ ؿذػاختاسی ؿث

ی ا تؼعا ای تـىی ؿذ دس فص ـتشن ػذتا دس الی* تخخ

ای ی تـىی تخخدذای جاس تشج( دیذ ؿذ و ـاد )الی

فشآیذ شیض اص شوض اػت و اثت تؼیاس سیض تد ؿایذ خاسج اص شوض دس

ایت چذای ذاؿت تاؿذ.

ای تالؼ ػؽحی ایجاد ؿذ، جثات تا خسد یشافتادی فی*

ای اوؼیذی پغ اص تـىی آسد. فی ی زاب سا فشا ی اوؼیذی دس تد

ای اص لؽؼ لشاس مؽی زاب ؿاس ؿذ ى اػت دس ش دس تد

یشذ جثات تـىی تشن دس آ احی سا فشا آسذ.

مراجع -5[1] Xu, G. Luo, A. A. Chen, Y. and Sachdev, A. K., "Interfacial Phenomena in

Magnesium/Aluminum Bi-metallic Castings" Materials Science&Engineering A, Vol. 595, pp. 154-158, 2014 .

[2] Campbell, J. "Complete Casting Handbook" University of Birmingham, UK, pp. 979-985, 2011.

[3] Diouf, P. and Jones, A. "Investigation of Bond Strength in Centrifugal Lining of Babbitt on Cast Iron" Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 41, pp. 603-609 2010.

[4] Sarvari, M. and Divandari, M. "Melt Behavior and Shrinkage Force Effect of Al Melt in Al/Mg Bimetal Casted via Centrifugal Casting" In Persian, Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 7, pp. 131-138, 2015.

[5] Papis, K. J. M. Loeffler, J. F. and Uggowitzer, P. J. "Light Metal Compound Casting" Science in China Series E :Technological Sciences, Vol. 52, pp. 46-51, 2009 .

[6] Pola, A. "Advanced Casting Methodologies" Comprehensive Materials Processing, Vol. 5, pp. 47-51, 2014 .

[7] Watanbe, Y. Watanbe, S. and Matsuura, K. "Nickel-Aluminides/Steel Clad Pipe Fabricated by Reactive Centrifugal Casting Method from Liquid Aluminum and Solid Nickel" Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 35, pp. 1517-1524, 2003 .

[8] Shailesh, R. A. Tattimani, M. S. and Rao, S. S. "Understanding Melt Flow Behavior for Al-Si Alloys Processed Through Vertical Centrifugal Casting" Materials and Manufacturing Processes, Vol. 30, pp. 1305-1311, 2015 .

[9] Changyun, L. Haiyan, W. Shiping, W. Lei, X. Kuangfei, W. and Hengzhi, F. "Research on Mould Filling and Solidification of Titanium Alloy in Vertical Centrifugal Casting" Rare Metal Materials and Engineering, Vol. 39, No. 3, pp. 388-392, 2010 .

[10] Divandari, M. and Campbell, J. "Oxide Film Characteristics of Al–7Si–Mg Alloy in Dynamic Conditions in Casting" International Journal of Cast Metals Research, Vol. 17, No. 3, pp. 182-187, 2004.

[11] Reilly, C. Green, N. R. and Jolly, M. R. "Surface Oxide Film Entrainment Mechanisms in Shape Casting Running Systems" Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 40, pp. 850-858, 2009 .

[12] Zhou, J. X. Shen, X. Yin, Y. J. Guo, Z. and Wang, H. "Gas-liquid Two Phase Flow Modelling of Incompressible Fluid and Experimental Validation Studies in Vertical Centrifugal Casting" Materials Science and Engineering, Vol. 84, 2015 .

[13] Trejo, E. "Centrifugal Casting of an Aluminium Alloy" Doctor of Philosophy Thesis, University of Birmingham, 2011.

[14] ImageJ. www.ImageJ.com, Accessed .

[15] Xiong, B. Cai, C. and Lu, B. "Effect of Volume Ratio of Liquid to Solid on the Interfacial Microstructure and Mechanical Properties of High Chromium Cast Iron and Medium Carbon Steel Bimetal" Journal of Alloys and Compounds, Vol. 509, pp. 6700–6704, 2011 .

[16] Biswas, A. Siegel, D. J. Wolverton, C. and Seidman, D. N. "Precipitates in Al–Cu Alloys Revisited: Atom-probe Tomographic Experiments and First-principles Calculations of Compositional Evolution and Interfacial Segregation" Acta Materialia, Vol. 59, pp. 6187–6204, 2011.

[17] Shoilock, B. A. M. Grovenor, C. R. and Knowlcs, K. M. "Compositional Studies of Ω and Ө’ Precipitates in an Al-Cu-Mg-Ag Alloy" Scripta Metallurgica, Vol. 24, pp. 1239-1244, 1990.

[18] Wei, B. and Herlach, D. M. "Rapid Solidification of Undercooled Eutectic and Monotectic Alloys" Materials Science and Engineering A, Vol. 173, pp. 357 -361, 1993.

[19] Liu, X. R. Cao, C. D. and Weisheng, B. "Microstructure Evolution and Solidification Kinetics of Undercooled Co–Ge Eutectic Alloys" Scripta Materialia, Vol. 46, pp. 13–18, 2002 .

[20] Limin, J. Daming, X. Min, L. and Fu, H. "Casting Defects of Ti-6Al-4V Alloy in Vertical Centrifugal Casting Processes with Graphite Molds"Met. Mater. Int, Vol. 18, No. 1, pp. 55-61, 2012.

[21] Suzuki, K. and Yao, M. "Simulation of Mold Filling and Solidification during Centrifugal Precision Casting of Ti-6Al-4V Alloy" Metals and materials international, Vol. 10, No. 1, pp. 33-38, 2004 .

[22] Adelakin, T. K. and Suárez, O. M. "Study of Boride-Reinforced Aluminum Matrix Composites Produced via Centrifugal Casting" Materials and Manufacturing Processes, Vol. 26, pp. 338-345, 2011 .

[23] Shiping, W. Jingjie, G. Yanqing, S. Chengzhi, Z. and Jun, J. "Numerical Simulation of Off-centred Porosity Formation of TiAl-based Alloy Exhaust Valve during Vertical Centrifugal Casting" Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, Vol. 11, pp. 599–608, 2003 .

[24] Hajjari, E. Divandari, M. Razavi, S. H. Homma, T. and Kamado, S. "Microstructure Characteristics and Mechanical Properties of Al 413/Mg Joint in Compound Casting Process" Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 43, pp. 4667-4677, 2012.

[25] Divandari, M. and Campbell, J. "Morphology of Oxide Films of Al–5Mg Alloy in Dynamic Conditions in Casting" International Journal of CastMetals Research, Vol. 18, pp. 187-192, 2005.

[26] Pan, J. Yoshida, M. Sasaki, G. and Fukunaga, H. "Metal Pipe Joining with Aluminum Alloy by Ultrasonic Insert Casting" Materials and Manufacturing Processes, Vol. 15 , pp. 867-881, 2000 .

[27] Dai, X. Jolly, M. R. Yang, X. and Campbell, J. "Modelling of Liquid Metal Flow and Oxide Film Defects in Filling of Aluminium Alloy Castings" Materials Science and Engineering, Vol. 33, 2012 .

هوکاراى غالهی وهرتضی روش گریس از هرکس برنج تولیذ شذه به-هشخصه یابی عیوب در کاهپوزیت آلوهینین

431

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ت

زیومپکا