بررسی نقش اکسید فیلم دولایه در ایجاد تخلخل گازی در قطعات آلومینیمی

بررسی های اخیر [2] نشان دادند که یکی از دلایل شکست محصولات آلومینیومی ریخته گری شده عیب فیلم اکسیدی دولایه است که باعث تضعیف خواص مکانیکی و کاهش قابلیت اطمینان به قطعات ریخته گری می شود. campell [8] فشار مورد نیاز برای جوانه زنی هموژن تخلخل هیدروژنی در مذاب آلومینیم را به دست آورد (حدود atm 31000)، اما دسترسی به این فشار غیرممکن است. علاوه بر آن فشار مورد نیاز برای جوانه زنی هتروژن نیز در حدود atm360 به دست آمد که باز هم رسیدن به این فشار نامحتمل است. کمپل پیشنهاد کرد که حضور عیب اکسید فیلم دولایه در مذاب آلومینیم نیاز به مرحله جوانه زنی تخلخل گازی را برطرف می کند. به همین دلیل در این تحقیق نقش عیب اکسید فیلم دولایه بر شکل گیری تخلخل گازی در مذاب آلومینیم خالص (با خلوص تجاری) و آلیاژ al-0.05wt%sr با استفاده از روش فشار تقلیل یافته (rpt ) بررسی گردید. به منظور تولید عیب اکسید فیلم دولایه مذاب از ارتفاع مشخصی درون بوته دوم ریخته شد. قبل از نمونه برداری از مذاب برای آزمایش انجماد در اتمسفر تقلیل یافته، مکانیزم افزایش هیدروژن مذاب و نگهداری مذاب در دمای oc 750 انجام گرفت. ویژگی تخلخل های موجود در سطح مقطع نمونه های rpt از جمله مقدار و مجموع مساحت حفرات مورد بررسی قرار گرفت. سطوح داخلی حفرات نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه شد. نتایج نشان داد که عیب اکسید فیلم دولایه عامل جوانه زنی حفرات گازی در آلیاژهای آلومینیم خالص و al-0.05wt%sr است. همچنین این تحقیق بسیاری از دلایل محکمی که محققان برای پشتیبانی از فرضیه افزایش تخلخل هنگام حضور استرانسیم در آلیاژهای al-si بیان کردند را رد کرد. دلایلی از جمله: کاهش کشش سطحی، افزایش انقباض حجمی و کاهش تغذیه بین دندیریتی. تغییر ترکیب شیمیایی لایه اکسید به عنوان علت این رفتار (افزایش تخلخل هنگام حضور استرانسیم) پیشنهاد شد.