تأثیر سرعت سرد کردن بر جدایش میکروسکوپی در آلیاژهای آلومینیوم

در پایان نامه حاضر اثر سرعت سرد کردن بر جدایش میکروسکوپی در آلیاژهای دوتایی آلومینیوم- مس و آلومینیوم- منیزیم بررسی شد. برای این منظور آلیاژهایی با خلوص بالا تهیه شده و آزمون های انجماد با سرعت های سرد شدن در محدوده k/min5000-5/0 روی آن ها انجام گرفت. ساختار نمونه ها با استفاده از روش های استاندارد متالوگرافی کیفی و کمّی و آنالیزهای sem/edx بررسی گردیده و نوع و درصد فازهای موجود در سیستم، ترکیب شیمیایی فاز مذاب کوینچ شده، غلظت کمینه و پروفیل غلظتی در فاز al اولیه تعیین گردیدند. این اطلاعات تجربی برای اندازه گیری مقدار تجربی ضریب جدایش استفاده شدند. بر اساس نتایج، مقدار ضریب جدایش تجربی از مقدار ضریب جدایش غیر تعادلی محاسبه شده و مقدار آن از مقدار تعادلی بیش تر است. با افزایش سرعت سرد شدن از k/min5/0 به k/min5 مقدار ضریب جدایش تجربی کاهش می یابد اما مقدار ضریب جدایش غیر تعادلی محاسباتی افزایش می یابد. اختلاف در مقدارها و روندهای مشاهده شده برای ضریب جدایش تجربی و محاسباتی به اثر نفوذ برگشتی به درون جامد بر مقدار ضریب جدایش تجربی مربوط می شود. با افزایش سرعت سرد شدن مقدار یوتکتیک غیر تعادلی ابتدا افزایش و سپس کاهش و غلظت کمینه ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابند. هر دو روند نشان می دهند که با افزایش سرعت سرد شدن، جدایش میکروسکوپی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. نمودار فازی به صورت ترمودینامیکی مدل سازی شد تا اثر تهی جاهای اضافی در حین انجماد در آن در نظر گرفته شود. اثر تهی جاهای اضافی بر ضریب نفوذ نیز در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از مدل سازی پروفیل غلظتی در فاز al اولیه نشان می دهد که تصحیح نمودار فازی به تنهایی منجر به توافق مناسب بین پروفیل های تجربی و محاسباتی نمی شود اما در صورتی که نمودار فازی و ضریب نفوذ، هر دو برای در نظر گرفتن تهی جاهای اضافی شکل گرفته در حین انجماد تصحیح شوند، توافق مناسبی بین نتایج تجربی و مدل سازی حاصل می شود.