پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد

 

عنوان:

طراحی و ساخت یک دستگاه ریخته­گری آلیاژهای سبک جهت بررسی تاثیر عناصر آلیاژی بر خواص مکانیکی محصول

استاد راهنما:

دکتر فرامرز فرشته صنیعی

 

استاتید ممتحن:

دكتر امیر حسین محمودی

دکتر هاشم مظاهری

 

پژوهشگر:

هادی گلعذار

 

زمان:

08/07/97

یکشنبه ساعت 2-4

 

مكان:

سمینار 3 دانشکده مهندسی مکانیک

 

 

Title

 

Design and construction of a light-alloy casting apparatus for studying the effect of alloying elements on the mechanical properties of the product

 

 

 

Supervisor:

Faramarz fereshteh saniee (Ph. D)

 

 

Master Reviewer:

Amirhosein Mahmodi (Ph.D)

Hashem Mazaheri (Ph.D)

 

 

 

By:

Hadi Golozar

 

 

 

 

September, 16,2018

 

 

چکیده

منيزيم و آلياژهايش به سبب برخورداري از مزاياي متعدد بويژه نسبت استحكام به وزن بالا، کم‌ترین چگالی در بین مواد سازه‌اي، امکان ریخته‌گري تحت فشار، قابلیت ماشینکاري بالا، قابلیت جوشکاري خوب، حفاظت از عناصر دیگر در مقابل خوردگی، دسترسی آسان و هدایت حرارتی مناسب دركانون توجهات قرار دارند. با اين حال خواص مكانيكي اين فلز سبك براي بسياري از كاربردهاي مهندسي ناكافي مي‌باشد، به علت کمبود منابع علمی لازم، کارهاي تحقیقاتی زیادي در حال حاضر بر روي این آلیاژها در سرتاسر دنیا در حال انجام است. البته اين معضل با آلیاژسازی و روش‌های تولید مناسب مي‌تواند مرتفع گردد.

یکی از روش‌های تولید آلیاژها، استفاده از ریخته‌گری همزنی می‌باشد. مزیت این روش ریخته‌گری، با توجه به همزدن یکنواخت مواد مذاب، قطعه حاصل شده همگن و دارای عیوب محلی ناشی از عدم توزیع یکنواخت عناصر آلیاژی نمی-باشد. خواص مکانیکی و اساساً کیفیت آلیاژهای تهیه شده از روش ریخته‌گری همزنی، تحت تأثیر پارامترهای متعددی قرار می-گیرند که عواملی چون نوع همزن، سرعت همزن، اندازه و کسر حجمی ذرات تقویت‌کننده از آن جمله اند. هدف از این تحقیق، بررسی پارامتر مهم کسر حجمی است که حین فرآیند ساخت آلیاژها به روش ریخته‌گری همزنی دخیل می‌باشد.

 در این تحقیق از ذرات نقره به عنوان ماده تقویت کننده و آلیاژ AZ80 به عنوان زمینه در ساخت آلیاژ استفاده گردید. همچنین با تهیه نمونه های کششی و فشاری اثر کسر حجمی ذرات بر خواص مکانیکی آلیاژ بررسی گردید و با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی رویشی(SEM) ریزساختار آلیاژها، اندازه دانه و سطح شکست مورد بررسی قرار گرفت، سپس نتایج آنها با آلیاژ AZ80 بدون ذرات تقویت شونده که با روش ریخته‌گری همزنی ساخته شدند، مقایسه گردید.

 

 

کلمات کلیدی: ریخته‌گری همزنی، ذرات نقره، منیزیم و آلیاژ‌های آن، کوره الکتریکی، خواص مکانیکی.

 

 

Abstract:

Magnesium and its alloys have become the focus of interest due to their high strength-to-weight ratio, minimum density among structural materials, pressure casting capability, high machinability, perfect weld ability, corrosion protection for other materials, easy access and appropriate thermal conductivity. However, mechanical properties of this light metal are inadequate for many of engineering applications; which can be overcome by alloy making and proper production method. Duo to lack of scientific resources about this subject, many researches are currently conducted on these alloys around the world.

Stir casting is one of the casting methods for producing alloys. The advantage of this method is homogeneity of material, which is according to monotonic stirring of the molten materials, therefore, a nearly void or defect free product can be obtained. Mechanical properties and quality of materials made with stir casting production method, depend on parameters such as type of mixer blades, mixing velocity and size and volume fraction of reinforcing particles. The main object of this research is design and construction of a machine for stir casting of light alloys.

In this study, silver is employed as a reinforcing material and AZ80 Mg alloy is used as the base metal for the production of different alloys. Also, by preparing tensile and compression specimens, the effect of silver volume fraction on the mechanical properties of the final alloy is investigated. Moreover, by using optical microscope and Scanning Electron Microscope (SEM), the microstructure of the alloys, their grain sizes, and fracture surfaces were studied, Then these results were compared with those of AZ80 alloy without silver as the alloying element.

 

Key Words: stir casting, pure silver, AZ80 magnesium alloy, electric furnace, mechanical properties.