بررسی فصل مشترک کامپوزیت دوفلزی آلومینیم/چدن

در این مقاله فصل مشترک کامپوزیت ریختگی دوفلزی آلومینیم-چدن خاکستری بررسی شده است. برای دستیابی به یک محصول دو فلزی مناسب و قابل قبول از دو فلز، بررسی مشخصات فصل مشترک آن‌ها ضروری به‌نظر می‌رسد. ریخته‌گری به روش ثقلی انجام شده است. به این منظور مذاب آلومینیم در دماهای 700 و 750 درجه سلسیوس پیرامون مغزه‌های چدن خاکستری درون حفره‌های استوانه‌ای قالب با نسبت حجمی 3، 5 و 8 ریخته‌گری شد. مطالعات بعدی توسط میکروسکوپی نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS) نشان از تشکیل لایه‌ی ترکیب بین قلزی در فصل مشترک دو فلز داشت. این لایه از ترکیب بین فلزی Fe2Al5 تشکیل یافته است که بر ناهمواری‌های روی سطح مغزه جامد چدن جوانه می‌زند. بررسی‌های ریزساختاری نشان می‌دهند که افزایش دمای بارریزی و نسبت حجمی مذاب/جامد سبب تشکیل لایه‌های ضخیم‌‌تر و یکنواخت‌تر از ترکیب بین‌فلزی می‌شوند. ریز سختی فاز بین فلزی برابر 824 سختی ویکرز به‌دست آمد. پهنای لایه‌ی واکنش از 5 میکرومتر برای نمونه‌ی ریخته شده در دمای 700 درجه سانتیگراد و نسبت حجمی 3 تا 20 میکرومتر برای نمونه ریخته شد در دمای 750 درجه سلسیوس و نسبت حجمی 8 متفاوت بود. در این تحقیق مکانیسمی برای رشد و جوانه‌زنی این فاز بین فلزی در فصل مشترک دوفلزی پیشنهاد شده است. همچنین نحوه حل شدن فاز زمینه چدن در آلومینیم مذاب و دربرگیری گرافیت موجود در چدن خاکستری در مذاب آلومینیم نشان داده شده است.