علوم و فناوری کامپوزیت

علوم و فناوری کامپوزیت

بررسی خواص مکانیکی و متالورژیکی نمونه‌های کامپوزیت فلزی Al6061/SiC حاصل از ریخته‌گری فراصوتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
10.22068/jstc.2025.2067571.1932
چکیده
با رشد روز افزون استفاده از کامپوزیت‌های پایه فلزی در صنایع پیشرفته، روش‌های مختلف ساخت قطعات از جنس این کامپوزیت‌ها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این روش‌ها استفاده از فناوری فراصوت توان بالا در فرایند ریخته‌گری می‌باشد. بدین منظور در پژوهش حاضر اثر اعمال ارتعاشات فراصوتی بر ریخته‌گری آلیاژ آلومینیوم 6061 (Al6061) و کامپوزیت فلزی پایه آلومینیوم 6061 تقویت شده با میکروذرات کاربید سیلیسیوم (Al6061/SiC) مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند ریخته‌گری در دو حالت با و بدون اعمال ارتعاشات فراصوتی برای دو ماده ذکر شده انجام و اثر زمان اعمال ارتعاشات فراصوتی (1 و 2 دقیقه) بر پارامترهای خروجی فرایند شامل سختی و استحکام فشاری و اندازه دانه و توزیع اندازه ذرات تقویتی SiC ارزیابی شد. در عین حال در آزمون‌های مختلف اثر ذرات تقویت کننده (SiC) و اعمال ارتعاشات فراصوتی به طور مستقل نیز مورد توجه قرار گرفت. نتایج نشان داد در هر دو نمونه آلومینیوم پایه و کامپوزیت آلومینیوم-کاربید سیلیسیوم اعمال ارتعاشات فراصوتی موجب ایجاد ساختار ریزدانه در ریخته‌گری شده (نزدیک به 50 درصد کاهش اندازه دانه) و درنتیجه سختی (نزدیک 20 درصد افزایش سختی) و استحکام فشاری نمونه افزایش یافته است. همچنین در نمونه‌های کامپوزیت (Al6061/SiC) اعمال ارتعاشات فراصوتی موجب توزیع ریزتر و یکنواخت تر ذرات SiC در ماده پایه آلومینیوم شده است. این پدیده‌ها به اثر کاویتاسیون و جریان فراصوتی در مذاب نسبت داده شدند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigation of mechanical and metallurgical properties of Al6061/SiC metal composite samples obtained by ultrasonic casting

نویسنده English

Amir Hosain Moghimi 1
1 Iran university of science and engineering
چکیده English

With the increasing use of Metal Matrix Composites (MMC) in advanced industries, various methods of manufacturing parts made of these composites have been re-considered. One of these methods is the use of high-power ultrasonic technology in the casting process (ultrasonic melt processing). For this purpose, in the present study, the effect of applying ultrasonic vibrations on the casting of aluminum alloy 6061 and Al6061/SiC MMC has been investigated. The ultrasonic melt processing has been carried out in two modes with and without applying ultrasonic vibrations for the two mentioned materials. Also, the effect of the time of ultrasonic melt processing (1 and 2 min) on the output parameters including hardness, compressive strength, grain size, and distribution of SiC reinforcing particles were investigated. At the same time, the effect of reinforcing particles (SiC) and ultrasonic melt processing independently was also investigated in various tests. The results showed that in both the Al6061 and Al6061/SiC, the application of ultrasonic vibrations caused the creation of a fine-grained structure in the casting (50% reduction in grain size) and as a result, the hardness (20% increase in hardness) and compressive strength of the sample increased. Also, in the metal composite (Al6061/SiC), the ultrasonic melt processing caused a finer and more uniform distribution of SiC particles in the base aluminum material. These phenomena were attributed to the effect of cavitation and acoustic streaming in the melt.

کلیدواژه‌ها English

Ultrasonic casting
Cavitation
Al6061/SiC
Metal Matrix Composite (MMC)
Compressive strength