تحقیق در مورد ریخته گری و عملیات حرارتی آلیاژهای منیزیم

اختصاصی از فی موو تحقیق در مورد ریخته گری و عملیات حرارتی آلیاژهای منیزیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 21

چکیده

منیزیم فلزی است سبک با قابلیت های ویژه، این فلز معمولاً بصورت آلیاژ در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد و آلیاژهای آن معمولاً در دمای ذوب با هوا واکنش داده و اکسید می شوند. برای جلوگیری از واکنش منیزیم مذاب با اکسیژن هوا باید از کوره های مخصوص ذوب فلزات استفاده کرد که در آنها هوا جریان نداشته باشد و با افزدن ترکیبات خاص به مذاب و مواد قالبگیری حتی الامکان را اکسید شدن مذاب جلوگیری بعمل آید و با طراحی مناسب سیستم راهگاهی نیز می توان تا حد زیادی از مذاب محافظت نمود، بطوری که در جریان پر شدن قالب واکنشی بین مذاب و دیواره قالب صورت نگیرد و از تلاطم مذاب جلوگیری شود. آلیاژهای صنعتی منیزیم معمولاً با دو سیکل T4 و T6 عملیات حرارتی می شوند تا قابلیت و خواص مکانیکی و متالوژیکی آنها به بالاترین حد خود برسد.

مقدمه

در این مقاله سعی بر آن است که با معرفی آلیاژهای منیزیم و با توجه به کاربرد وسیع این آلیاژ در صنایع هوا فضا، یکی از راههای شکل دادن به این فلز که ریخته گیری آلیاژهای آن می باشد را بصورت مختصر مورد بررسی قرار داده و سیکل های عملیات حرارتی که روی این آلیاژها اعمال می شود تا حد امکان معرفی نماییم. ریخته گری آلیاژهای منیزیم از آن حائز اهمیت است که در دمای ذوب شدیداً اکسید شده و میسوزد، که مهار این امر تکنولوژی پیچیده و خاصی را طلب می کند.

آشنایی با خواص منیزیم

منیزیم فلزی است نقره ای رنگ، با ساختمان کریستالی منشور فشرده ، که نقطه ذوب آن 651 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن 1105 درجه سانتیگراد در فشار atm 1 میباشد.

دانسیته منیزیم 1/74gr/cm3 می باشد که تقریباً 3/2 دانسیته آلومینیوم، 3/1 روی و 4/1 فولاد است و در جاهایی از صنعت که کاهش وزن بحرانی است، جذابیت بخصوصی را برای کاربرد آلیاژهایش بوجود می آورد.

منیزیم در بین فلزات سبک یک فلز بسیار نیرومند است، در حقیقت دارای بهترین نرخ استحکام به وزن در بین فلزات ریختگی متداول است.

علاوه بر این منیزیم دارای مزایای بسیار دیگری نظیر، قابلیت جذب ارتعاش خوب، قابلیت خوب ریختگی، قابلیت خوب ماشین کاری و مقاومت به خوردگی بالا می باشد. منیزیم مانند سایر عناصر و بخصوص به دلیل شدت میل ترکیبی و خواص مکانیکی پایین ، کمتر بصورت خالص در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد آلیاژهای مختلف آن با روی و آلومینیم و گاه زیر کونیم در موارد متعدد صنعت و بخصوص در صنایع هواپیمائی بکار می روند.

علاوه بر شدت اکسیداسیون در درجه حرارتهای بالا و فشار بخار زیاد، میل ترکیبی این عنصر با کلروفلوئور، ازت و گوگرد دلیل استفاده آن، بعنوان احیاء کننده و تصفیه کننده در صنایع ریخته گری می باشد، که خواص مذکور ذوب منیزیم و آلیاژهای ریختگی ک از طریق مختلف ریخته گری در ماسه، قالب فلزی و تحت فشار تولید می شوند، تقسیم می گردند.

آلیاژهای مختلف منیزیم به دو دسته آلیاژهای نوردی که در روشهای مختلف ورق کاری، نورد و اکستروژن بکار می روند و آلیاژهای ریختگی که از طرق مختلف ریخته گری در ماسه، قالب فلزی و تحت فشار تولید می شوند، تقسیم می گردند.

آلیاژهای ریختگی منیزیم محدود می باشند و عمدتاً آلیاژهای حاوی آلومینیم و روی بالاترین کاربرد را دارند، بعنوان مثال آلیاژ     AZ91 ؛ با 9 درصد آلومینیوم و 1 درصد روی بهترین قابلیت های ریخته گیری را دارا می باشد و در این مقاله نیز با توجه به محدودیتهای موجود بصورت اجمالی به بررسی آلیاژهای منیزیم که حاوی آلومینیم و روی می باشند می پردازیم.

بررسی تأثیر آلومینیم و روی در منیزیم

آلومینیم عنصر اصلی و بسیار مهم در اکثر آلیاژهای منیزیم می باشد که افزایش خواص مکانیکی را در آلیاژ حاصل می نماید. حداکثر حلالیت آلومینیم در منیزیم 1/12% و حداقل حدود 5/1% می باشد. آلومینیم در درجه حرارتهای مختلف در منیزیم فازها و ساختارهای متفاوتی ایجاد می کند، از جمله Al2 Mg3  یا Al3Mg4 و فاز Al12Mg17 که از استحکام خوبی برخوردار است و تمایل شدید به جدایش درمرکز کریستالی را دارا می باشد.

وجود آلومینیم در آلیاژ امکان تشکیل آخالهای مختلف از جمله اسپینل MgO و Al2O3 را که یکی از ناخواسته های سخت و شکننده می باشد تسریع می نماید و مانع از سیالیت و سهولت ریخته گری می شود و همچنین قابلیت جذب گاز هیدروژن و افزایش سطح تخلخل های میکروسکوپی و ماکروسکپی را در آلیاژ القاء می نماید. از طرفی فلز روی که اغلب همراه با آلومینیم و سایر عناصر در ساخت ترکیبی آلیاژهای منیزیم بکار می رود مانند آلومینیم و حتی به میزان کمتر از آن در درجه حرارت محیط درمنیزیم حل می گردد. ماکزیمم حلالیت آن در درجه حرارت او تکتیک از 4/8% تجاوز نمی کند وجود ترکیبات بین فلزی MgZn2 , MgZn که به ترتیب از فعل و انفعالات پریتکتیکی و تجانس حاصل می گردند باعث آن می شود که ترکیب مذکور بصورت طبیعی و تعادلی و یا بر اثر جدایش پدید آیند و در نتیجه استحکام و مقاومت فلز را افزایش دهند.

روی علاوه بر افزایش خواص مکانیکی افزایش قابلیت ریخته گری و تقلیل خواص مضر سایر عناصر و بخصوص آهن را نیز دارا می باشد ولی افزایش روی به عنوان بیش از 1% باعث افزایش فاصله انجماد و کاستن مقاومت فلز در درجه حرارتهای بالا و همچنین کاهش مقاومت در برابر فشار انقباضی می گردد و از این رو مقدار آن بندرت از 3% تجاوز می کند.

بطور کلی آلیاژهای روی – آلومینیم دارای فاصله انجماد طولانی می باشند و امکان تولید قطعه ریختگی بدون تخلخل و ترکهای انقباضی جز با انجام عملیات انجماد جهت دار بسیار کم است.

چنانچه میزان آلومینیم از حداکثیر 9 درصد تجاوز نماید و اگر نسب Zn/Al>1/3 باشد، تشکیل ترکیبات بین فلزی Mg32(AlZn)49 تسریع می گردد و همچنین ترکیبات Mg17Al12 که در آلیاژ دو تائی تیره رنگ می باشد در حضور روی سفید نشان داده می شود.

از طرفی باتوجه به دامنه حلالیت دو فلز روی و آلومینیم، می توان انتظار داشت که آلیاژ مذکور عملیاتی آنیل انحلالی و رسوب سختی را پذیرا باشد. با انجام سیکل های حرارتی که در بالا اشاره شد خواص مکانیکی و ریز ساختار به نحو قابل ملاحظه ای بهبود می یابد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید