تاثیر نیروی جاذبه زمین بر تف‌جوشی فاز مایع در قطعات برنزی Cu-10Sn-10Pb و نقش آن بر ریز ساختار و شکل ظاهری

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مهرداد موسی پور ¹ (کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند تبریز)
مازیار آزادبه ² (دانشیار دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند تبریز)
مهدی اجاقی ³ (استادیار دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند تبریز)

تاريخ الإرسال : 21 الثلاثاء , شوال, 1437 تاريخ التأكيد : 21 الثلاثاء , شوال, 1437 تاريخ الإصدار : 13 الأربعاء , رجب, 1437

الکلمات المفتاحية: تف‌جوشی سوپرسالیدوس, ویسکوزیته, نیروی جاذبه زمین, گرادیان ریزساختاری, پاشنه فیلی,

ملخص المقالة :

با افزایش دمای تف­جوشی و تشکیل فاز مایع بیش‌تر، به دلیل نیروی جاذبه زمین، مذاب به سمت نواحی پایین­تر کشیده شده و سبب پر شدن حفرات و تخلخل­ها در این نواحی می­شود. تفاوت در کسر حجمی مذاب، باعث ایجاد گرادیان ریزساختاری از بالا به پایین قطعات در حین تف­جوشی می­شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر نیروی جاذبه زمین بر شکل ظاهری و هم‌چنین تحولات ریزساختاری قطعات تف­جوشی شده است. به این منظور، قطعات برنزی با ترکیب شیمیایی Cu-10Sn-10Pb در محدوده­ی دماییC °970-890 به مدت 20 دقیقه تف­جوشی شدند. از قطعات برنزی در شرایط گوناگون تف­جوشی به صورت درجا عکس­برداری شد. از این پژوهش نتیجه شد که به دلیل کاهش ویسکوزیته در نواحی پایینی قطعات تف­جوشی شده و همین طور نیروی وزن قسمت­های بالایی، میزان تغییرشکل از بالا به پایین افزایش می­یابد. می­توان دلیل این موضوع را افزایش کسر حجمی مذاب به دلیل افزایش دمای تف­جوشی دانست که در نواحی پایینی این مقدار بیش‌تر بوده و در نتیجه تغییر در شکل ظاهری قطعات و مشاهده پدیده­ی پاشنه فیلی را در پی دارد. عنصر سرب نقش مهمی در خردایش و آرایش مجدد ذرات برنزی ایفا می­کند که همین موضوع روی ریزساختار و شکل ظاهری قطعات در حین تف­جوشی تاثیر می­گذارد.

المصادر:

1- R. M. German, "Supersolidus Liquid Phase Sintering of Prealloyed Powders", Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 28, PP. 1553-1567, 1997.

2-Y. Liu, R. Tandon  R. M. German, "Modeling of Supersolidus Liquid Phase Sintering, Part. I: Capillary Force", Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 26 (A), PP. 2415-2422, 1995.

3- م. قارونی جعفری، م. آزادبه،” مطالعه تغییرات ریزساختاری در تف جوشی سوپرسالیدوس آلیاژ برنجی “Cu-28Zn، مجله مواد نوین، جلد 3، شماره 2، 1391.

4-ا. محمدزاده، م. آزادبه،” مدل سازی و بررسی تاثیر متغیرهای تفجوشی فاز مایع سوپرسالیدوس بر خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژ“Cu-28Zn، مجله مواد نوین، جلد 3، شماره 3، 1392.

5-م. آزادبه، ع. صباحی نمین، ا. محمدزاده، ح. شفیعی،” بررسی تاثیر تفجوشی در فاز مایع بر چگالش و ریزساختار آلیاژ “Cu-xZn، مجله مواد نوین، جلد 3، شماره 4، 1392.

6-ش. شادپور، م. آزادبه، ع. صباحی، " بررسی
تغییرات ریزساختاری و ابعادی آلیاژ برنز سرب­دار تف­جوشی شده در حضور فاز مایع"، چهارمین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و جامعه­ی علمی ریخته­گران ایران، 1389.

7-S. Kumar, G. S. Upadhyaya, M. L. Vaidya, "Sintering of Lead Bronze Containing Tin", J. Mater. Eng, 13, PP. 237-242, 1991.

8-ش. شادپور، م. آزادبه، ع. صباحی، " بررسی تغییرات و جدایش ریزساختاری آلیاژ Cu-10Sn-10Pb تف­جوشی شده"، اولین کنفرانس تمدید و تخمین عمر سازه­های هوایی و صنعتی پیر و فرسوده، 1390.

9-M. Azadbeh, H. Danninger, C. Gierl-Mayer, " Particle Rearrangement During Liquid Phase Sintering of Cu-20Zn and Cu-10Sn-10Pb Prepared from Prealloyed Powder”, Powder Metallurgy, Vol. 56, No. 5, 2013, PP. 342-346, 2013.

10-R. M. German, "An Update on the Theory of Supersolidus Liquid Phase Sintering", Proceedings Sintering 2003, Materials Research Institute Pennsylvania State University, University Park, PA, 2003.

11-J. Liu, A. Lal, R. M. German, "Densification and Shape Retention in Supersolidus Liquid Phase Sintering", Acta Mater, Vol. 4, No. 18, PP. 4615-4626, 1999.

12-A. Lal, R. M. German, "The Role of Viscosity During Supersolidus Liquid Phase Sintering", Advances in Powder Metallurgy and Particulate Materials, PP. 169-182, 2000.

13-A. R. Upadhyaya, G. Iacocca, R. M. German, "Gravitational Effect on Compact Shaping and Microstructure during Liquid Phase Sintering", JOM, Vol. 51 (4), PP. 37-40, 1999.