تاثیر عملیات ذوب بر انجماد آلیاژ هایپر یوتکتیک آلومینیم سیلیسیم در فرآیند نیمه جامد

خواص مکانیکی آلیاژ های هایپر یوتکتیک al-si وابسته به اندازه و مورفولوژی سیلیسیم اولیه در این آلیاژ ها است. به منظور افزایش کاربرد های صنعتی آلیاژ های هایپر یوتکتیک al-si روش های گوناگونی برای بهینه سازی مورفولوژی سیلیسیم اولیه استفاده شده است از آن جمله می توان به سریع سرد کردن ، عملیات فوق ذوب، افزودن عناصرآلیاژی مختلف و فرآیند های نیمه جامد اشاره نمود. روش استفاده از سطح شیبدار به دلیل سادگی طراحی و کنترل نسبت به دیگر فرآیند های نیمه جامد در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش اثر سطح شیبدار و همچنین اثر توام عملیات فوق ذوب و عملیات کیفی مذاب با روش سطح شیبدار روی اصلاح ریزساختار و سختی آلیاژ های هایپر یوتکتیک مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان داد ریخته گری بر روی سطح شیبدار مسی موجب ریز شدن سیلیسیم اولیه و تغییر مورفولوژی آن از حالت تیغه ای و گلبرگی به شبه کروی شد. اثر ترکیبی عملیات فوق ذوب و روش سطح شیبدار به طور قابل توجه ریزساختار آلیاژ al-17% si را اصلاح کرده و موجب ریزتر شدن، توزیع یکنواخت تر و کرویت بیشتر ذرات سیلیسیم اولیه می شود. این اثر ترکیبی ریزساختار آلیاژ al-25% si را نیز ریزتر کرده ولی تغییر قابل ملاحظه ای در مورفولوژی آن ایجاد نمی کند. عملیات کیفی مذاب با افزودن 1% منیزیم به آلیاژ al-17% si موجب ریز شدن سیلیسیم اولیه و اصلاح مورفولوژی آن به چند وجهی منظم می شود. نتایج آنالیز حرارتی با استفاده از نمودار های dta نشان دادند که افزودن 1% منیزیم + 1/0% استرانسیم و 1% سریم به آلیاژ al-17% si باعث کاهش دمای رسوب گذاری سیلیسیم اولیه و دمای واکنش یوتکتیک و در نتیجه اصلاح همزمان سیلیسیم اولیه و یوتکتیک می گردد. اثر توام عملیات کیفی مذاب و روش سطح شیبدار منجر به ریزتر شدن سیلیسیم اولیه و اصلاح بیشتر ریزساختار می شود. با اصلاح مورفولوژی سیلسیم اولیه و ریزتر شدن آن، سختی آلیاژ های هایپر یوتکتیک افزایش می یابد و اصلاح هر دو فاز سیلیسیم اولیه و یوتکتیک مقادیر سختی را بیشتر افزایش می دهد.