د ا رسة الخواص الميكانيكية لسبيكة (Al-22%Si) المتدرجة وظيفيا المنتجة بواسطة السباكة بالطرد المركزي العمودي: Study the Mechanical Properities of Alloy (Al-22%Si) Functionally Gradient Produced by the Vertical Centrifugal Casting

حسين علي حسين

doi:10.24237/djes.2015.08112

Authors

حسين علي حسين قسم هندسة الانتاج والمعادن / الجامعة التكنولوجية

Keywords:

المواد المتدرجة وظيفي, سباكة الطرد المركزي العمودي, سرعة الدوا رن، سبيكة ) Al – 22%Si

Abstract

يهدف البحث إلى تحضير مادة متدرجة وظيفيا" ) FGM ( باستعمال طريقة السباكة بالطرد المركزي العمودي ود ا رسة تأثير سرعة دوا رن قالب السباكة على البنية المجهرية والصلادة لسبيكة ) Al– 22%Si ( فوق اليوتكتك. تم تسخين ومن ثم صبها في قالب سباكة الطرد المركزي الذي تم تسخينه مسبقا" إلى درجة ح ا ررة º السبيكة إلى درجة ح ا ررة ) 050 ( م ( 115 عند سرع دوا رن مختلفة لقالب السباكة هي ) º ( م 1907, 1144 , 1027 , 625 ( دورة / دقيقة .إضافة إلى د ا رسة سطح البلى للعينات بعد إج ا رء فحص البلى.أوضحت نتائج الفحص ألمجهري إن لسرعة دوا رن القالب تأثير على كل من الحجم الحبيبي والكس ا رلحجمي لطور السليكون الاولي ) β – Si (، إذ إن زيادة سرعة دوا رن القالب أدت إلى زيادة معدل الكسر ألحجمي في المنطقة الداخلية من سمك الاسطوانة وتقليله في المنطقة الوسطية والخارجية وتقليل الحجم الحبيبي لدقائق السليكون الاولي في كل مناطق الاسطوانة.بينت نتائج فحصا معدل البلى بان اقل معدل بلى كان في المنطقة الداخلية من سمك الاسطوانة الناتجة عند سرعة دو ا رن ) 1001 ( دورة/دقيقة تليها المنطقة الخارجية أما أعلى معدل بلى فكان في المنطقة الوسطية من سمك الاسطوانة.أوضحت نتائج فحص الصلادة إن لسرعة دو ا رن قالب السباكة تأثير على صلادة السمك للاسطوانات الناتجة حيث أعلى صلادة كانت في المنطقة الداخلية من سمك الاسطوانة وهي تزداد مع زيادة سرعة دوا رن القالب تليها المنطقة الخارجية ثم الوسطية.

This research is devoted to prepare a functionally graded material (FGM) by using vertical centrifugal casting method and to study the effect of the rotational speed of casting mold on the microstructure and hardness of a hypereutectic (Al-22%Si) alloy. Therefore, the melt was overheated to (850) Cº and poured in the centrifugal casting mold after preheating to (115) Cº. Then casting was carried out at different rotational speed (625, 1027, 1144, and 1907) r.p.m. The results showed, increasing mold rotational speed due to increasing the average volume fraction in the inner layer from cylinder thickness and decreased in the intermediate and outer layer also decreased the grain size of primary silicon. The results of wear tests showed that the maximum wear resistant was found in the inner layer from cylinder thickness at a rotational speed of (1907) r.p.m, and then the outer layer but minimum wear resistant was in the intermediate layer. The results of hardness tests showed that the maximum hardness was found in the inner layer from cylinder thickness, and increased with increasing mold rotation speed and then outer layer and intermediate layer.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Panda E., Mazumdar D., Mehrotra S. B."Mathematical Modeling of Particle Segregation during Centrifugal Casting of Metal Matrix Composites", Met. Mat. Trans., Vol. 37A, (2006), PP1675.

Put S., Vleugels J., Van der Biest O, “Microstructural engineering of functionally graded materials by electrophoretic deposition”, J. Mat. Proc. Tech., Vol.143, (2003), pp 572–577.

Chen W., Wang Q., Zai C. , Ma C., Zhu Y., He W., “Functionally graded Zn-AI-Si in-situ composites fabricated by centrifugal casting” J. Mat. Sci. Lett., Vol. 20, (2001), PP 823– 826.

Ekici R., Kemal Apalak M., Yildirim M., “Indentation behavior of functionally graded Al–SiC metal matrix composites with random article dispersion”, Composites Part B 42, (2011), pp 1497–1507.

Singh S. B., Ray S., “Creep analysis in an isotropic FGM rotating disc of Al–SiC composite”, J. Mat. Proc. Tech., Vol.143, (2003), pp 616–622.

Yan-bo Z., Chang- ming L., Kai W., Mao-hua Z., Yong X. , " Characteristics of two Al based functionally gradient composites reinforced by primary Si particles and Si/ in situ Mg2Si particles in centrifugal casting “Nonferrous Met. Soc. china, vol 20, (2010), pp361-370.

Song C. J., Xu Z. M. , Liang G., Li J. G, "Study of in-situ Al/Mg2Si functionally graded materials by electromagnetic separation method", Mat.Sci.Eng.Vol.A424,(2006),pp6–16.

Su B., Yan H.G., Chen G., Shi J. L., Chen J. H., Zeng P.L., “Study on the preparation of the SiCp/Al–20Si–3Cu functionally graded material using spray deposition”, Mat. Sci. Eng. Vol. A 527, (2010), pp6660–6665.

Watanabe Y., Kawamoto A., Matsuda K., “Particle size distributions in functionally graded materials fabricated by the centrifugal solid-particle method”, Comp. Sci., Vol. A62, (2002), pp881-888.

10-Cui C., Schulz A., Ellen E. M., Zoch H.W., “Characterization of silicon phases in spray-formed and extruded hypereutectic Al–Si alloys by image analysis”, J. Mater. Sci., Vol. 44, (2009), pp4814–4826.

G. Chirita, I. Stefanescu, J. Barbosa, H. Puga, D. Soares and F. S. Silva “On assessment of processing variables in vertical centrifugal casting technique” International Journal of Cast Metals Research 2009 VOL 22 NO 5.

Madhusudhan N, Narendranaath S., Mohan Kumar G. C., Mukunda P. G., “effect of mould wall thickness on rate of solidification of centrifugal casting”, J. Eng. Sci. and Tech., Vol. 2 (11), (2010), pp6092-6096.

kumar S., subramaniyag V., sarma, and murty B. “Functionally Graded Al Alloy Matrix In-Situ Composites” metallurgical and materials transactions Vol. (41), (2010), p 24.

G. Chirita, D. Soares, F.S. Silva “Advantages of the centrifugal casting technique for the production of structural components with Al–Si alloys” Materials and Design Vol. 29, (2008), pp20–27.