بررسی اثر تشکیل ترکیبات بین فلزی روی استحکام و مقاومت الکتریکی دو فلزی Al-Cu تولید شده به روش ریخته گری استاتیک ترکیبی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

سهیل توسلی ¹ , مهرداد عباسی ^{2 *} , رامین تهوری ³

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران
3 - عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران

تاریخ پذیرش : 1396/03/27 تاریخ انتشار : 1396/03/01

کلید واژه:

چکیده مقاله :

      در این پژوهش دو فلزی مس/ آلومینیوم، از روش ریخته‌گری استاتیک ترکیبی تولید، اثرات دمای مذاب آلومینیوم و دمای پیشگرم مس بر روی نوع و ضخامت ترکیبات بین فلزی و همچنین میکروساختار فصل مشترک بین مس و آلومینیوم به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترون میکروسکوپ (EPMA) با قابلیت میکرو آنالیز، بررسی شده است. نتایج بیانگر این است که فصل مشترک دو فلزی Al-Cu شامل ساختار یوتکتیک α-Al₂Cu، ترکیب بین فلزی Al₂Cu و یک لایه نازک شامل چندین زیر لایه از ترکیبات بین فلزی در مجاورت مس، شامل ترکیباتی مانند AlCu، Al₃Cu₄، Al₂Cu₃ و Al₄Cu₉ خواهد بود. افزایش دمای مذاب آلومینیوم و دمای پیشگرم مس، منجر به افزایش ضخامت ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک و افزایش مقاومت الکتریکی ویژه گردید که دارای مقادیر بالاتری نسبت به مقاومت الکتریکی محاسبه شده از نظر تئوری بود. استحکام لایه کنی[1]پیوند نیز با افزایش ضخامت ترکیبات بین فلزی کاهش یافت که در مقایسه  با استحکام لایه کنی پیوند نمونه تولید شده به روش جوش سرد نوردی مشاهده شد، هر دو نمودار از استحکام N/cm 120 به پایین با افزایش ضخامت فازهای بین فلزی رفتار مشابه یکدیگر نشان می ‌دهند.

چکیده انگلیسی:

In this investigation the Al/Cu bimetals were produced by compound casting method. The effect of aluminum melt pouring temperature and copper preheating on bond strength were assessed. The thickness, microstructure and composition of Al/Cu intermetallic compounds (IMCs) were characterized by optical microscope (OM) and electron probe micro-analyzer (EPMA). The results show that the interface of Al/Cu bimetal consists of α-Al2Cu eutectic structure, a thin layer of Al2Cu and a thin multilayer includes of AlCu, Al3Cu4, Al2Cu3, Al4Cu9. Raising the Al melt pouring temperature and preheating solid Cu leads to increase of the IMCs thickness at interface and consequently increases the specific electrical resistance and decreases the Al/Cu bond strength. The electrical resistance of Al/Cu bimetals were higher compared to theoretical calculation. The samples bond peeling strength were decreased by increasing the thickness of intermetallic compounds layers. It is founded that both curves of bond strength versus IMCs thickness for cold roll welded samples and compound casting samples have similar trends when bond strength is lower than 120 N/cm.v