فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 46 صفحه
مقدمه
اطلاعات مربوط به حلالیت عناصر مختلف در منیزیم در سیستم های دو تایی آلیاژهای منیزیم در جدول 1 ارائه گردیده است .که در آن بخش نخست شامل عناصری است که در ترکیب آلیاژهای تجاری مورد استفاده قرار می گیرند.به استثنای کادمیوم که تشکیل محلول جامد کامل در منیزیم به ازا همه مقادیر کادمیوم را می دهد،سایر عناصر به صورت محدود در منیزیم حل می شوند. در بخش غنی از منیزیم در دیاگرام های فازی سیستم های پریتکتیکی یا معمول تر از آن ،یوتکتیکی دیده می شود و همچنین امکان تشکیل ترکیبات بین فلزی متعددی وجود دارد که ساختار آنها معمولا یکی از سه نوع زیر است .
- AB: مکعبی ساده با ساختار CsCl. مثال هایی از این نوع MgTi, MgAg, CeMg, SnMg می باشد که در آنها منیزیم می تواند جز الکتروپوزیتیو یا جز الکترونگاتیو باشد.
- AB2: ترجیحا فلزهای با نسبت شعاعی Ra/Rb=1.23 هستند که سه مورد بطور مشخص شناخته شده اند:
MgCu2(F.C.C ،ترتیب چیده شدن صفحات فشرده اتمی :abcabc)
MgZn2(هگزاگونال ،ترتیب چیده شدن صفحات فشرده اتمی :ababab)
MgNi2(هگزاگونال ،ترتیب چیده شدن صفحات فشرده اتمی:abacabac)
- AB2 : دارای ساختمان F.C.C مشابه CaF2 این گروه شامل عناصر گروه IV بوده و مثالهایی ار آن ،Mg2Si, Mg2Sn می باشد.
جدول 1.اطلاعات مربوط به حد حلالیت عناصر الیاژی در منیزیم در الیاژهای دوتایی منیزیم
توسعه آلیاژهای ریختگی منیزیم همواره نسبت به آلیاژهای کارپذیر آن پیشی گرفته اند و بویژه در اروپا ،آلیاژهای ریختگی معمولا (85-90) درصد کل محصولات را تشکیل می دهند. عناصر آلیاژی که اولین بار در تهیه آلیاژهای تجاری منیزیم مورد استفاده قرار گرفتند .آلومینیوم ،روی، منگنز بوده اند و سیستم Mg-Al-Zn هنوز رایج ترین سیستم مورد استفاده برای قطعات ریختگی است .اولین آلیاژ کارپذیر منیزیم Mg-%1.5Mn بوده که به صورت ورق ،قطعات اکسترود شده و آهنگری شده تولید گردید ، اما امروزه استفاده از این آلیاژتا حد زیادی کنار گذاشته شده است .
اولین قطعات ریخته گری شده از آلیاژهای Mg-Al-Zn در محیط مرطوب دچار خوردگی شدید می شدند .در سال 1925 با افزودن مقادیر کمی (0.2 درصد وزنی )منگنز که موجب افزایش مقاومت به خوردگی می گردد ،این مساله تا حدود زیادی مرتفع شد.نقش عنصر منگنز ،تبدیل آهن و برخی ناخالصی های فلزی سنگین دیگر به ترکیبات بین فلزی نسبتا بی ضرر می باشد که برخی از آنها در طی ذوب جدا می شوند.در این زمینه هاناوالت[1] و همکاران او در تحقیقات خود نشان دادند که حد مجاز عناصر نیکل ،آهن و مس در این آلیاژ به ترتیب 5،170، 1300 قسمت در میلیون (ppm) می باشد .افزایش بیش از حد مجاز ایت عناصر باعث افزایش سریع خوردگی این آلیاژ می شود .مثالی از این رفتار درشکل 2 دیده می شود .
شکل 2.تاثیر اهن بر خوردگی منیزم خالص (در محلول 3% نمک طعام)
مشکل دیگر در قطعات ریختگی آلیازهای منیزیم ،درشت دانگی و متغییر بودن اندازه دانه ها می باشد .این مساله اغلب ضعف خواص مکانیکی ،تخلخل های ریز ،ودر مورد محصولات کارپذیر جهت دار شدن بیش از حد خواص را در پی دارد.مقادیر تنش تسلیم این آلیاژها نیز نسبت به استحکام کششی پایین بوده است .در سال 1973 در آلمان ساوروالد[2] دریافت که زیرکنیوم اثر زیاده در ریز کردن دانه ها ی منیزیم دارد.با این وجود ، چندین سال گذشت تا روشی مطمئن برای آلیاژ کردن این فلز بدست آمد.
ظاهرا در بسیاری از آلیاژهای موجود زیرکنیوم نمی توانست مورد استفاده قرار گیرو ،زیرا به علت تشکیل دادن ترکیباتی پایدار با آلومینیوم و منگنز، از محلول جامد خارج می شد.این موضوع ،منجر به توسعه در دماهای بالا دارای خواص مکانیکی بهتری بودند.هم اکنون این آلیاژهای مهم کارپذیر و ریختگی منیزیم در جداول 2و 3 آورده شده است.پیشنهاد می شود آلیاژهای زیرکنیوم بطور جداگانه مدنظر قرار گیرند.ویژگی دیگر سیستم های آلیاژی که در آن ها حلالیت تا حد زیادی متاثر از عامل اندازه اتمی می باشد .این است که حلالیت در حالت جامد عموما با افت درجه حرارت کاهش می یابد .وجود چنین وضعیتی ،شرط لازم برای رسوب سختی است و بسیاری از آلیاژهای منیزیم برای این پدیده مستعد هستند .با وجود این ، عکس العمل های آنها نسبت به این پدیده به نحو قابل توجهی کمتر از آنچه در آلیاژهای آلومنیوم مشاهده می شود،می باشد .فرآیند های رسوب گذاری معمولا پیچیده بوده و مکانیزم آنها کاملا شناخته نشده است .مراحل احتمالی فرآیندهای رسوب سختی در آلیاژهای مهم تجاری منیزیم در جدول 4 آمده است .در فرآیند پیر سازی اغلب آلیاژهای منیزیم ،یک مرحله مشتمل بر تشکیل رسوبی با شبکه هگزاگونال و منظم با ساختار کریستالی از نوع (Mg2Cd)DO19 و هم سیما با شبکه منیزیم وجود دارد .این ساختار مشابه با فاز معروف (منطقه GP2) در آلیاژ پیرسختی شده Al-Cu می باشد و اغلب در آلیاژهایی که در آنها اختلاف اندازه اتمی عناصر متشکله زیاد است ،یافت می شود .
.
شکل 3 مدل نشان دهنده فصول مشترک با انرژی پایین درطول صفحات {10-10 }و {11-20}
این فاز که موجب سخت کردن برخی از آلیاژهای منیزیم میشود ،در محدوده ی وسیعی از دما پایدار بوده و حداکثر سختی را تامین میکند .شبکه DO19 دارای محور a با طولی دو برابر طول محور a مربوط به زمینه منیزیم ،و محور c هم اندازه با آن است .رسوب به صورت صفحات یا دیسکهای موازی با جهات Mg در امتداد صفحات {10-10 }و {11-20} تشکیل می شود .در ایت امتداد باید توجه کرد که صفحات متناوب {10-10 } و {11-20} در ساختاری با ترکیب Mg2X متشکل از اتم های منیزیم می باشند .شکل 3.بنابراین انتظار می رود فصل مشترکی با انرژی پایین (کم انرژی) در امتداد این صفحات تشکیل گردد، زیرا فقط دومین باندهای نزدیکترین همسایه باید تغییر کنند .این وضعیت ساختاری ،عامل پایداری نسبی فاز در محدوده ی وسیع دمایی، و احتمالا مهمترین عامل در افزایش مقاومت خزشی در آن دسته از آلیاژهای منیزیم است که این فاز در آنها تشکیل می گردد
تحقیق کامل درباره بررسی استحاله فاز منیزیم و آلیاژهای آن
