تحقیق درباره ریخته گری و عملیات حرارتی آلیاژهای منیزیم

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

ریخته گری و عملیات حرارتی آلیاژهای منیزیم

چکیده

منیزیم فلزی است سبک با قابلیت های ویژه، این فلز معمولاً بصورت آلیاژ در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد و آلیاژهای آن معمولاً در دمای ذوب با هوا واکنش داده و اکسید می شوند. برای جلوگیری از واکنش منیزیم مذاب با اکسیژن هوا باید از کوره های مخصوص ذوب فلزات استفاده کرد که در آنها هوا جریان نداشته باشد و با افزدن ترکیبات خاص به مذاب و مواد قالبگیری حتی الامکان را اکسید شدن مذاب جلوگیری بعمل آید و با طراحی مناسب سیستم راهگاهی نیز می توان تا حد زیادی از مذاب محافظت نمود، بطوری که در جریان پر شدن قالب واکنشی بین مذاب و دیواره قالب صورت نگیرد و از تلاطم مذاب جلوگیری شود. آلیاژهای صنعتی منیزیم معمولاً با دو سیکل T4 و T6 عملیات حرارتی می شوند تا قابلیت و خواص مکانیکی و متالوژیکی آنها به بالاترین حد خود برسد.

مقدمه

در این مقاله سعی بر آن است که با معرفی آلیاژهای منیزیم و با توجه به کاربرد وسیع این آلیاژ در صنایع هوا فضا، یکی از راههای شکل دادن به این فلز که ریخته گیری آلیاژهای آن می باشد را بصورت مختصر مورد بررسی قرار داده و سیکل های عملیات حرارتی که روی این آلیاژها اعمال می شود تا حد امکان معرفی نماییم. ریخته گری آلیاژهای منیزیم از آن حائز اهمیت است که در دمای ذوب شدیداً اکسید شده و میسوزد، که مهار این امر تکنولوژی پیچیده و خاصی را طلب می کند.

آشنایی با خواص منیزیم

منیزیم فلزی است نقره ای رنگ، با ساختمان کریستالی منشور فشرده ، که نقطه ذوب آن 651 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن 1105 درجه سانتیگراد در فشار atm 1 میباشد.

دانسیته منیزیم 1/74gr/cm3 می باشد که تقریباً 3/2 دانسیته آلومینیوم، 3/1 روی و 4/1 فولاد است و در جاهایی از صنعت که کاهش وزن بحرانی است، جذابیت بخصوصی را برای کاربرد آلیاژهایش بوجود می آورد.

منیزیم در بین فلزات سبک یک فلز بسیار نیرومند است، در حقیقت دارای بهترین نرخ استحکام به وزن در بین فلزات ریختگی متداول است.

علاوه بر این منیزیم دارای مزایای بسیار دیگری نظیر، قابلیت جذب ارتعاش خوب، قابلیت خوب ریختگی، قابلیت خوب ماشین کاری و مقاومت به خوردگی بالا می باشد. منیزیم مانند سایر عناصر و بخصوص به دلیل شدت میل ترکیبی و خواص مکانیکی پایین ، کمتر بصورت خالص در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد آلیاژهای مختلف آن با روی و آلومینیم و گاه زیر کونیم در موارد متعدد صنعت و بخصوص در صنایع هواپیمائی بکار می روند.

علاوه بر شدت اکسیداسیون در درجه حرارتهای بالا و فشار بخار زیاد، میل ترکیبی این عنصر با کلروفلوئور، ازت و گوگرد دلیل استفاده آن، بعنوان احیاء کننده و تصفیه کننده در صنایع ریخته گری می باشد، که خواص مذکور ذوب منیزیم و آلیاژهای ریختگی ک از طریق مختلف ریخته گری در ماسه، قالب فلزی و تحت فشار تولید می شوند، تقسیم می گردند.

آلیاژهای مختلف منیزیم به دو دسته آلیاژهای نوردی که در روشهای مختلف ورق کاری، نورد و اکستروژن بکار می روند و آلیاژهای ریختگی که از طرق مختلف ریخته گری در ماسه، قالب فلزی و تحت فشار تولید می شوند، تقسیم می گردند.

آلیاژهای ریختگی منیزیم محدود می باشند و عمدتاً آلیاژهای حاوی آلومینیم و روی بالاترین کاربرد را دارند، بعنوان مثال آلیاژ AZ91 ؛ با 9 درصد آلومینیوم و 1 درصد روی بهترین قابلیت های ریخته گیری را دارا می باشد و در این مقاله نیز با توجه به محدودیتهای موجود بصورت اجمالی به بررسی آلیاژهای منیزیم که حاوی آلومینیم و روی می باشند می پردازیم.

بررسی تأثیر آلومینیم و روی در منیزیم

آلومینیم عنصر اصلی و بسیار مهم در اکثر آلیاژهای منیزیم می باشد که افزایش خواص مکانیکی را در آلیاژ حاصل می نماید. حداکثر حلالیت آلومینیم در منیزیم 1/12% و حداقل حدود 5/1% می باشد. آلومینیم در درجه حرارتهای مختلف در منیزیم فازها و ساختارهای متفاوتی ایجاد می کند، از جمله Al2 Mg3 یا Al3Mg4 و فاز Al12Mg17 که از استحکام خوبی برخوردار است و تمایل شدید به جدایش درمرکز کریستالی را دارا می باشد.

وجود آلومینیم در آلیاژ امکان تشکیل آخالهای مختلف از جمله اسپینل MgO و Al2O3 را که یکی از ناخواسته های سخت و شکننده می باشد تسریع می نماید و مانع از سیالیت و سهولت ریخته گری می شود و همچنین قابلیت جذب گاز هیدروژن و افزایش سطح تخلخل های میکروسکوپی و ماکروسکپی را در آلیاژ القاء می نماید. از طرفی فلز روی که اغلب همراه با آلومینیم و سایر عناصر در ساخت ترکیبی آلیاژهای منیزیم بکار می رود مانند آلومینیم و حتی به میزان کمتر از آن در درجه حرارت محیط درمنیزیم حل می گردد.