هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر پارامترهای فرآیند انجمادسریع نظیر فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی و همچنین تاثیر عناصر آلیاژی al(5/1 درصد اتمی ) و ge (1درصد اتمی ) بر ریز ساختار، خواص مغناطیسی و سینتیک فرآیند تبلور سیستم آلیاژی fe si-b-nb-cu بوده است بر همین اساس آلیاژهایی با ترکیب fe si-b-nb-cu و همچننی fe si-b-nb-cu تهیه و با استفاده از فرآیند انجمادسریع و به وسیله دستگاه چرخ مذاب در شرایط مختلف از فوق ذوب c 250-150 و همچننی سرعتهای مختلف چرخ تبریدی s/m 40-20 به شکل نوارهایی با ریز ساختار عمدتا آمورف و در برخی نمونه ها بصورت جزیی تبلور یافته تهیه شدند. جهت بررسی ریز ساختار و خواص حرارتی نمونه های مختلف قبل و بعد از فرآیند عملیات حرارتی بازپخت از تکنیهای نظیر tem,sem,xrd مازباور و dsc استفاده شد. محدوده عملیات حرارتی در نمونه های مختلف با استفاده از آنالیز حرارتی dsc شناسایی گردید و نمونه ها در دمای 400 الی 730 درجه سانتی گراد در کوهر تحت خلا mbar 10 عملیات حرارتی شدند. ارزیابی خواص مغناطیسی نمونه ها در حات انجماد سریع شده و پس از فرایند بازپخت با استفاده از دستگاه منحنی نگار هیسترزیس و میکرومغناطیسی squid انجام شد. نتایج حاصل از آنالیز xrd و tem نشان داد که در نمونه های تهیه شده در سرعتهای پایین چرخ تبریدی و مقادیر فوق ذوب کم در حالت انجماد سریع شده فازهای نانو بلوری si-fe تشکیل شده و با افزایش فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی میزان درصد فاز آمورف در ساختار افزایش یافته است. ارزیابی خواص مغناطیسی نمونه های انجماد سریع شده حاکی از بهبود خواص مغناطیسی در نمونه های تهیهه شده در فوق ذوبهای کم و سرعتهای پایین چرخ تبریدی بودهاست. ارزیابی آنالیز حرارتی بر روی نمونه های مذکور حکایت از افزایش میزان انرژی لازم جهت تبلور فاز فرومغناطیسی fe si با افزایش میزان فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی داشته است. از سوی دیگر شاهده شده است که رشد دانه در نمونه های تهیه شده در سرعتهای پایین چرخ تبریدی و مقادیر کمتر فوق ذوب پس از فرایند بازپخت در محدوهده دمایی ذکر شده بیشتر بوده است. از دیگر نتایج قابل توجه تاثیر عناصر الیاژیal و ge در محدوده ترکیبی بکار برده شده علاوه بر بهبود خواص مغناطیسی می توان به افزایش دمای فرومغناطیسی کوری فاز آمورف و همچنین گسترش فاصله دمایی بین دمای تبلور اولیه و ثانویه (در حدود 35 درجه سانتی گراد) و در نتیجه افزایش دمای کاربردی نمونه های مورد بررسی اشاره نمود بررسی های سینتیکی تاثیر فرایند تولید و عناصر آلیاژی را بر نحوه تبلور در این الیاژها نشان داد و مشخص گردید که افزودن عناصر الیاژ al و ge علاوه بر اهش دمای تبلور اولیه سبب کاهش میزان انرژی لازم جهت فرایند تبلور می گردند. همچنین مشخص گردید که در نمونه های تهیه شده در مقادیر پایین فوق ذوب انرژی اکتیواسیون لازم جوانه زنی و رشد دانه های فرومغناطیسی با توجه به حضور جوانه های از پیش تشکیل شده کمتر بوده است که تاییدی بر الگوی ی ریز ساختاری مشاهده شده و اثر بخشی عناصر الیاژی افزودنی در سیستم الیاژی مورد بررسی بوده است.

هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر پارامترهای فرایند انجماد سریع نظیر فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی و همچنین تاثیر عناصر آلیاژی al 5/1 درصد اتمی و ge (1درصد اتمی بر ریزساختار خواص مغناطیسی و سینتیک فرایند تبلور سیستم آلیاژی fe-si-b-nb-cu بوده است. برهمین اساس الیاژهای با ترکیب fe si b nb-cu و همچنین fe si b nb-cu al ge تهیه و یا استفاده از فرآیند انجماد سریع و به وسیله دستگاه چرخ مذاب در شرایط مختلف از فوق ذوب 150-250 c و همچننین سرعتهای مختلف چرخ تبریدی m/s 40-20 به شکل نوارهایی با ریز ساختار عمدتا امورف و در برخی نمونه بصورت جزیی تبلور یافته تهیه شدند. نتایج حاصل از آنالیز xrd وtem نشان داد که در نمونه های تهه شده در سرعتهای پایین چره تبریدی و مقادیر فوق ذوب کم در حالت انجماد سریع شده فازهای نانو بلوری fe-si تشکیل شده و با افزایش فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی میزان درصد فاز آمورف در ساختار افزایش یافته است. ارزیابی خواص مغناطیسی نمونه های انجماد سریع شده حاکی از بهبود خواص مغناطیسی در نمونه های تهیه شده در فوق ذوبهای کم و سرعتهای پایی چرخ تبریدی بوده است ارزیابی آنالیز حرارتی بر روی نمونه های مذکور حکایت از افزایش میزان انرژی لازم جهت تبلور تبریدی بوده است ارزیابی آنالیز حرارتی بر روی نمونه های مذکور حکایت از افزایش میزان لازم جهت تبلور فاز مغناطیسی fe si با افزایش میزان فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی داشته است. از سوی دیگر مشاهده شده است که رشد دانه در نمونه های تهیه شده در سرعتهای پایین چرخ تبریدی و مقادیر کمتر فوق ذوب پس از فرایند بازپخت در محدوده دمایی ذکر شده بیشتر بوده است. بررسی انجام شده بر روی تاثیر افزودن عناصر آلیاژی alوge نشان دهنده بهبود نفوذ پذیری مغناطیی و کاهش وادارندگی مغناطیسی نسبت به آلیاژ finemet می باشد ارزیابی های صورت پذیرفته با استفاده از xrd و مازباور حکایت از تشکیل فاز d-fesi در ریز ساختار و بهبود قابل ملاحظه خواص مغناطیسی پس از فرایند عملیات حرارتی بوده است. کمترین مقدار وادارندگی و بیشترین مقدار نفوذ پذیری مغناطیسی در نمونه حاوی عناصر al و ge پس از عملیات حرارتی در دمای 580 درجه سانتی گراد حاصل شده است. همچنین میزان امپدانس مغناطیسی برابر با 323% در نمونه حاوی عناصر al وge که به میزان توجهی نسبت به لیاژ finement (217%) بالاتر است از نتایج سودمند تاثیر عناصر آلیاژ بکار برده شده در این تحقیق بشمار می آید. از دیگر نتایج قابل توجه عناصر آلیاژ al و ge در محدوده ترکیبی بکار برده شده علاوه بر بهبود خواص مغناطیسی می توان به افزایش دمای فرومغناطیسی کوری فاز آمورف و همچنین گسترش فاصله دمایی بین دمای تبلور اولیه و ثانویه در حدود 35 درجه سانتی گراد و در نیجه افزایش دمای کاربردی نمونه های مورد بررسی اشاره نمود. بررسی های سینتیکی تاثیر فرایند تولید و عناصر آلیاژی را بر نحوه تبلور دراین آلیاژها نشان داد و مشخص گردید که افزودن عناصر آلیاژی al و ge علاوه بر کاهش دمای تبلور اولیه سبب کاهش میزان انرژی لازم جهت فرایند تبلور می گردند. همچنین مشخص گردید که در نمونه های تهیه شده در مقادیر پایین فوق ذوب انرژی اکتیواسیون لازم جوانه زنی ور شد دانه های فرومغناطیسی با توجه به حضور جوانه های از پیش تشکیل شده کمتر بوده است که تایید بر الگوی ریز ساختاری مشاهد شد و اثر بخشی عناصر آلیاژی افزودنی در سیستم آلیاژی مورد بررسی بوده است.

با توجه به کاربرد روزافزون آلیاژهای ریختگی آلومینیوم در صنایع خودروسازی، هوا فضا نظامی، تحقیق پیرامون روشهای بهینه سازی خواص مکانیکی آنها را ضروری ساخته است . خواص مکانیکی آلیاژهای al - si وابسته به کنترل مرفولوژی فاز سیستم یوتکتیک در ریز ساختار می باشد و می تواند با استفاده از بهسازی شیمیایی در حالت مذاب و یا بهسازی حرارتی در حالت جامد صورت می پذیرد. در تحقیق حاضر تاثیر فرآیند بهسازی شیمیایی و حرارتی و همچنین سرعت سرد شدن بر روی ریز ساختار، خواصی مکانیکی و ریخته گری آلیاژ a 356 در نمونه های تهیه شده در قالب ماسه ای در مقاطع مختلف و نمونه های تهیه شده در قالب دائم مورد بررسی قرار گرفت . استرانسیم (0/02)، آنتیموان (0/2)mos و برای دستیابی به یک ساختار بهسازی شده مورد استفاده از 0/02, 0/003 و 0/08 درصد استرانسیم، 0/2, 0/1 و 0/3 درصد آنتیموان و 0/2, 0/05 و 0/5 درصد mos2 در قالب ماسه ای و دائم برای دستیابی به میزان بهینه عوامل بهساز مورد ارزیابی قرار گرفت . تغییرات ریز ساختاری ناشی از تغییر ریز ساختاری ناشی از تغییر سرعت انجماد فرآیند بهسازی و عملیات حرارتی با استفاده از آنالیز تصویری متصل به میکروسکپ نوری انجام پذیرفته و خواص مکانیکی با آزمایش خواص کششی، سختی و میکروسختی مورد بررسی واقع گردید. همچنین تاثیر عناصر اصلاح کننده ساختاری (sr و sb) بر روی سیالیت آلیاژ a 356 با استفاده از یک مدل تسمه ای در مقاطع نازک ارزیابی گردید. نتایج نشان می دهد که بیشترین بهبود خواص مکانیکی در نمونه های تهیه شده در قالب ماسه ای و در مقاطع ضخیم تر (سرعت سرد شدن کمتر) با استفاده از عنصر sr شده است ، در حالیکه در نمونه های تهیه شده در قالب دائم عنصر sb اثر مطلوب تری بر بهبود خواص مکانیکی داشته است . همچننی تاثیر فرآیند بهسازی و سرعت سرد شدن بر ریز ساختار آلیاژ مکانیک داشته است . همچنین تاثیر فرآیند بهسازی و سرعت سرد شدن بر ریز ساختار آلیاژ a 365 پس از حرارت بررسی گردید و مشخص شد که اختلاف بین حالت بهسازی نشده و بهسازی شده در نمونه نمونه های تهیه شده در قالب ماسه ای و در مقاطع ضخیم تر از اهمیت بیشتری نسبت به نمونه های تهیه شده در قالب دائم برخودار می باشد. در نمونه های تهیه شده در قالب دائم شکل ذرات فاز سیلیسیم یوتکنیک در حالت بهسازی نشده و بهسازی شده به لحاظ کروی بودن و اندازه تقریبا یکسان می گردد و علت این امر شکست شدن ذرات سیلیسیم در حین عملیات حرارتی محلولی در نمونه های بهسازی نشده است . در حالیکه در حالت بهسازی شده درشت شدن ذرات در حال رخ دادن می باشد. در نمونه های تهیه شده در قالب ماسه ای اختلاف ریز ساختار نمونه های در شرایط بهسازی نشده و بهسازی شده حتی پس از عملیات حرارتی مشهود می باشد. مشخص گردید که هر میزان ذرات سییسیم بزرگتر باشند، بهبود خواص ناشی از فرآیند بهسازی و یا عملیات حرارتی بارزتر خواهد بود. همچنین ارتباط بین ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه ها در شرایط مختلف ارزیابی شد. در همین رابطه مشخص گردید که پارامترهای قطر متوسط ذرات بر واحد سطح به نحو مطلوبی می توانند خواص مکانیکی را پیشگویی نماید.