تاثیر نرخ سرمایش بر ریزساختار و مورفولوژی گرافیت‌ها در فوم‌های ترکیبی چدن نشکن متشکل از گوی‌های توخالی فولادی

در این پژوهش، فوم‌های ترکیبی یا کامپوزیتی چدن نشکن متشکل از گوی‌های توخالی فولادی به روش ریخته‌گری ماسه‌ای تولید شدند. بدین منظور، گوی‌های توخالی فولادی توسط محفظه تعلیق و با استفاده از پودرهای آهن تجاری بر روی دانه‌های پلی‌استیرن پوشش‌دهی شدند. پس از پوشش‌دهی، عملیات تجزیه حرارتی و تف‌جوشی منجر به تولید گوی‌های توخالی با قطر 4، 6 و mm 8 گردید. سپس، گوی‌های توخالی فولادی به صورت رندوم درون حفره‌های قالب ماسه‌ای قرار داده شدند و پس از ریخته‌گری مذاب چدن نشکن، فضای خالی میان گوی‌ها پُر شد و فوم‌های ترکیبی یا کامپوزیتی چدن نشکن متشکل از گوی‌های توخالی فولادی با قطرهای مختلف تولید شدند. ارزیابی‌های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اسپکتروسکوپی اشعه ایکس تولید شده توسط پرتو الکترونی (EDS) صورت گرفت. سپس، نرخ سرمایش در فوم‌های تولیدی با قطر گوی‌های مختلف محاسبه شد و تاثیر آن بر مورفولوژی گرافیت‌ها و ریزساختار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که کاهش اندازه قطر گوی‌ها موجب افزایش نرخ سرمایش می‌شود. علاوه بر این، افزایش نرخ سرمایش موجب کاهش کسر سطحی گرافیت‌ها و میزان کرویت گرافیت‌ها و افزایش کسر سطحی کاربید آهن و تعداد ندول‌های گرافیت می‌شود.