متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی مکانیک

گرایش : ساخت و تولید

عنوان : بررسی اثر پارامترهای فرآیند تولید شمش  نیمه جامد آلیاژ Al-A356 بر روی خواص قطعه تولیدی به روش تیکسوفورجینگ

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

پایان­نامه جهت اخذ درجه دکترا

رشته مهندسی مکانیک- گرایش ساخت و تولید

عنوان:

بررسی اثر پارامترهای فرآیند تولید شمش  نیمه جامد آلیاژ Al-A356 بر روی خواص قطعه تولیدی به روش تیکسوفورجینگ

استادان راهنما:

دکتر سلمان نوروزی

دکتر محمد بخشی جویباری

استاد مشاور:

دکتر سید جمال حسینی­پور

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1-   فصل اول- اصول و کلیات………………………………………………………………. 1

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………. 2

1-1-1-  روشهای توليد مخلوط مذاب و جامد……………………………………………. 3

1-1-2-  فرآيندهاي توليد قطعه از مخلوط مذاب و جامد…………………………………. 5

1-1-3-  مقایسه فرآیندهای رئوکستینگ با تیگسوکستینگ……………………………. 7

1-1-4-   سازوکارهاي حاكم بر تغييرات ساختاري در فرآيند‌هاي شكل‌دهي نيمه‌جامد…8

1-1-4-1- نظریه تغییر شکل و تبلور مجدد بازوهاي دندریتی……………………………… 8

1-1-4-2- ذوب ریشه بازوهاي دندریتی……………………………………………………… 9

1-1-4-3- سازوکار رشد کنترل شده…………………………………………………………. 9

1-1-4-4- سازوکار به هم پیوستن………………………………………………………….. 9

1-1-5-  پارامترهای موثر بر غیردندریتی شدن…………………………………………… 10

1-2- طراحی آزمایش……………………………………………………………………….. 11

1-2-1-  کلیات……………………………………………………………………………….. 11

1-2-2-  مراحل مختلف طراحی آزمایش…………………………………………………..11

1-2-3-  انواع طرح­های آزمایشی…………………………………………………………. 12

2-   فصل دوم – پیشینه پژوهش………………………………………………………….. 13

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………14

2-2- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر ریخته­گری روی سطح شیب­دار………………….. 14

2-3- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر عملیات حرارتی و گرمایش مجدد……………… 20

2-4- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر کدنویسی و شبیه­سازی……………………….. 24

2-5- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر آهنگری شمش نیمه­ جامد……………………… 27

2-6- شرح مسئله و هدف از کار پژوهشی حاضر………………………………………… 33

3-   فصل سوم – آزمایشات تجربی ………………………………………………………..36

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………. 37

3-2- تولید شمش نیمه جامد به روش سطح شیب­دار…………………………………. 37

3-2-1-  ماده اولیه مورد استفاده…………………………………………………………. 37

3-2-2-  اندازه­گیری دماهای خطوط مذاب و جامد……………………………………… 39

3-2-3-  تجهیزات مورد استفاده…………………………………………………………… 40

3-2-4-  روش انجام آزمایش و پارامترهای مورد بررسی………………………………… 42

3-3- آهنگری شمش نیمه جامد………………………………………………………….. 44

3-3-1-  معرفی قطعه و طراحی قالب……………………………………………………… 44

3-3-2-  شرایط دمایی حاکم و محاسبه میزان کسر جامد……………………………… 45

3-3-3-  روش انجام آهنگری و پارامترهای مورد بررسی………………………………… 47

3-3-3-1- شکل­دهی نمونه‌های سربی……………………………………………………. 48

3-3-3-2- شکل­دهی نمونه‌های آلومینیمی………………………………………………. 49

3-3-3-3- آزمون فشار و آزمون حلقه………………………………………………………. 50

3-4- چگونگی اندازه­گیری پارامترهای خروجی………………………………………….. 51

3-4-1-  مطالعه ریزساختار…………………………………………………………………. 51

3-4-2-  محاسبه اندازه متوسط دانه و میزان کرویت……………………………………… 52

3-4-3-  آزمون سختی سنجی…………………………………………………………….. 53

3-4-4-  آزمون کشش………………………………………………………………………… 53

4-   فصل چهارم – شبیه سازی اجزای محدود…………………………………………… 54

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………….. 55

4-2- شبیه­سازی اجزای محدود تولید شمش نیمه جامد………………………………. 55

4-2-1-  معرفی نرم­افزار……………………………………………………………………… 55

4-2-2-  معرفی مدل و چگونگی مش­بندی………………………………………………… 57

4-2-3-  تنظیم پارامترهای فیزیکی و مشخصات سیال…………………………………… 58

4-2-4-  اعمال شرایط مرزی و اولیه………………………………………………………….. 59

4-3- شبیه­سازی اجزای محدود فرآیند آهنگری با شمش نیمه ­جامد……………………. 60

4-3-1-  معرفی نرم­ افزار………………………………………………………………………. 60

4-3-2-  مراحل شبيه سازي…………………………………………………………………. 60

4-3-3-  تنظیم پارامترهای فیزیکی و مشخصات قطعه و قالب……………………………. 61

4-3-4-  نحوه مش­بندی………………………………………………………………………. 62

4-3-5-  شرايط مرزي و بارگذاري…………………………………………………………….. 63

5-   فصل پنجم – نتایج و بحث………………………………………………………………. 65

5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………66

5-2- بررسی نتایج تولید شمش نیمه­ جامد……………………………………………… 66

5-2-1-  بررسی مستقل پارامترها و مقایسه با نتایج شبیه­سازی……………………. 66

5-2-1-1- اعتبارسنجی شبیه ­سازی­ها……………………………………………………… 66

5-2-1-2- اثر خنک­کنندگی سطح شيب­دار……………………………………………………. 68

5-2-1-3- اثر دماي بارریزی…………………………………………………………………… 69

5-2-1-4- اثر زاویه سطح شیب­دار…………………………………………………………….. 74

5-2-1-5- اثر طول سطح شیب­دار…………………………………………………………….. 79

5-2-1-6- تاثیر نرخ بارریزی…………………………………………………………………… 82

5-2-2-  بررسی مشخصات ساختاری نمونه­ها با استفاده از روش طراحی فاکتوریل…. 85

5-2-2-1- بررسی پارامترهای موثر روی درصد کرویت…………………………………….. 87

5-2-2-2- بررسی کمترین قطر میانگین اندازه دانه……………………………………….. 93

5-2-2-3- بررسی میزان سختی……………………………………………………………. 97

5-2-3-  مقایسه حالت بهینه ریخته­گری در محیط خنثی و اتمسفر…………………… 102

5-2-3-1- بررسی میزان تخلخل……………………………………………………………. 102

5-2-3-2- بررسی نمونه­ها با پراش تفرق اشعه ایکس (XRD)…………………………… 106

5-2-3-3- بررسی نمونه­ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)…………………… 107

5-2-3-4- بررسی خواص کششی………………………………………………………….. 108

5-3- بررسی نتایج آهنگری شمش نیمه­جامد قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62…108

5-3-1-  اعتبارسنجی شبیه­ سازی­ها………………………………………………………… 108

5-3-2-  بررسی تاثیر گرمایش مجدد روی نمونه­ های ریخته­ گری……………………….. 109

5-3-3-  بررسی تاثیر اصطکاک…………………………………………………………….. 111

5-3-4-  تاثیر سرعت حرکت پرس (نرخ کرنش)……………………………………………. 114

5-3-5-  تاثیر دمای قالب و فشار پرس……………………………………………………… 116

5-3-6-  اثر دمای قطعه و مدت زمان نگهداری……………………………………………… 122

6-   فصل ششم – نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………………… 128

6-1- نتیجه گیری……………………………………………………………………………… 129

6-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………. 131

چکیده:

مزایای استفاده از فرآیندهای نیمه­جامد کاهش میزان تخلخل­های گازی و انقباضی و اصلاح ریزساختار است که بهبود خواص مکانیکی قطعه را بدنبال دارد. در این تحقیق از روش سطح شیب­دار خنک­شونده به منظور تولید شمشال­های اولیه استفاده شده است. هدف اصلی این مرحله تولید شمشالی با ریزساختار مطلوب از نظر کوچکترین اندازه دانه و بالاترین فاکتور شکل بوده که این امر از طریق ایجاد شرایط بارریزی کنترل شده و یکنواخت با قابلیت کنترل اتمسفر محقق گردید. در مرحله بعد با استفاده از شمشال به دست آمده و از طریق فرآیند آهنگری با شمش نیمه­جامد، تولید قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62 بدلیل داشتن دیواره­های صاف و نازک صورت پذیرفت. هدف بخش دوم تولید قطعه­ای صنعتی نزدیک به شکل نهایی با استحکام مناسب بود. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فرآیند سطح شیب­دار شامل دما، طول و زاویه سطح شیب­دار، دما و نرخ بارریزی به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفت. برای اینکه بتوان اثر پارامترهای متقابل را مورد بررسی و تحلیل قرار داد از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای فرآیند و عوامل موثر بر غیردندریتی شدن ریزساختار که شامل نرخ برش، مدت زمان اعمال آن و کسر جامد دوغاب می­باشند، با استفاده از شبیه­سازی اجزای محدود و از طریق نرم­افزار Flow-3D بررسی گردید. در ضمن بدلیل اینکه آلومینیم فلزی است که بخصوص در حالت مذاب قابلیت واکنش شیمیایی و حلالیت فیزیکی با اجزای هوای محیط بخصوص اکسیژن و هیدروژن را دارد که منجر به ایجاد ترکیبات اکسیدی و تخلخل در شمشال می­شود تاثیر کنترل اتمسفر توسط گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم نیز بعد از تولید قطعه سالم، تاثیر عوامل موثر نظیر دمای قطعه و قالب، مدت زمان نگهداری قطعه در دمای نیمه­جامد، فشار اعمالی به قطعه و سرعت رام پرس بررسی گردید. برای داشتن تحلیل دقیق­تر و برقراری روابط حاکم در تاثیر عوامل موثر با استفاده از نرم­افزار Deform-3D، شبیه­سازی­هایی با شرایط حاکم انجام پذیرفت و با نتایج حاصل از آزمون­های آزمایشگاهی مقایسه گردید.

نتایج نشان داد که مطلوب­ترین نتیجه از نظر بالاترین درصد کرویت بیشترین مقدار سختی و کوچکترین اندازه دانه در نرخ بارریزی ml/s8، طول سطح mm400، زاویه سطح º40 و دمای بارریزی Cº625 بدست می­آید. در این شرایط درصد کرویت و اندازه دانه­ها به ترتیب حدود 77% و µm76 و مقدار سختی حدود HB80 می­شود. همچنین اثر متقابل پارامترها، تاثیر بیشتری را بر مقادیر خروجی نسبت به تاثیر هر پارامتر به صورت مجزا داشته که در این میان اثر متقابل پارامتر طول سطح شیب­دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 40% و اثر متقابل پارامترهای دمای بارریزی، طول سطح شیب­دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 17% دارای بیشترین تاثیر می­باشند. در ضمن با بکارگیری اتمسفر محافظ بدلیل کاهش میزان ناخالصی و تخلخل در ریزساختار، شکل­پذیری و استحکام آلیاژ به ترتیب 5/17% و 28% افزایش می­یابد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیه‌سازی نیز نشان می‌دهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، در صورتی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد باشد، باید نرخ برش و انرژی تلاطم را تا حد امکان بالا برد. در ضمن شبیه­سازی انجام گرفته در بخش آهنگری نیمه­جامد و ارائه پارامترهای وابسته به نرم­افزار، به خوبی سیلان آلیاژ را در حالت نیمه­جامد تقریب زده و تطابق خوبی را با نتایج حاصل از آزمون­های آزمایشگاهی نشان می­دهد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای قالب از  °C25 به °C450، مقدار تناژ پرس 21% کاهش پیدا می­کند. همچنین دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشت­تر و ناهمگن در آلیاژ می­شود که این امر باعث کاهش تقریبی 13% سختی در نمونه­ها شده است. با افزایش دمای قطعه و مدت زمان نگهداری در آن دما، رشد دانه­ها به دلیل پدیده رایپنینگ اتفاق افتاد. نتایج نشان می­دهد که اندازه دانه­ها برای مدت زمان نگهداری min 5، با افزایش دما از 570 به °C600 به میزان 5% و در دمای °C570 با افزایش زمان نگهداری از 5 به min 30 به میزان 74% افزایش می­یابد.

فصل اول: اصول و کلیات

1-1- مقدمه

فرآوری نیمه جامد یک فرآیند تهیه فلزات و آلیاژها است که در چند سال اخیر توسعه سریعی داشته است. در این فرآیند آلیاژ مورد نظر ابتدا تحت شرایط کنترل شده­ای ذوب شده، سپس در دامنه انجماد آن به مذاب تنش برشی وارد می­شود. اعمال تنش برشی در منطقه دو فازی منجر به تخریب ساختار شاخه­ای(دندریتی[1]) می­شود و در نتیجه می­توان یک مخلوط مایع-جامد[2] را به قطعه­ای با ساختار غیر دندریتی تبدیل نمود [1].

به عنوان یک تعریف ساده، ریزساختار نیمه­جامد شامل فازهای جامد اولیه­ای است که دارای مورفولوژی غیردندریتی و تقریباً کروی بوده و توسط زمینه یوتکتیکی احاطه شده است [2]. از ویژگی­های مهم فرآيندهاي شكل‌دهي فلزات در حالت نيمه­جامد مي‌توان به تخلخل كمتر و همچنین قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده اشاره کرد. همانطور که در شکل ‏1‑1 نشان داده شده­است، این فرآیند از دیدگاه محدوده دمای کاری در حد میانی دو فرآیند ریخته­گری و آهنگری قرار دارد. به بیان دیگر، دمای کاری در این فرآیند پایین­تر از ریخته­گری و بالاتر از آهنگری است.

از معایب عمده ریخته‌گری می­توان به موارد زیر اشاره کرد[3]:

1- وجود حفره­های گازی بدلیل حلالیت بالای گاز در مذاب با دمای بالا

2- ایجاد حفره­های انقباضی، یعنی تشکيل شاخه­هايي از فلز جامد در زمينه­اي از فلز مذاب موسوم به دندریت. اين شاخه­ ها باعث بالا رفتن گرانروي مذاب شده و مانع تغذيه و پر شدن حفره­ ها مي­شود.

 هر دو عامل فوق باعث پايين آمدن كيفيت قطعه توليدي می­شود.

آهنگری هم دارای محدودیت­هایی به شرح زیر است [3]:

1-عدم توانایی تولید قطعات پیچیده

2-روی­هم افتادگی[1] دیواره قطعات

3-نیاز به پرسهایی با تناژ بالا و در نتیجه افزایش هزینه تولید

فرآیندهای شکل­دهی در حالت نیمه­جامد در واقع به منظور برطرف­کردن محدودیت­های دو روش اشاره شده می­باشد. تولید قطعات با این فرآیند بخاطر خواص مفيدي که از خود نشان داده­اند از حدود 30 سال پیش مورد توجه قرار گرفته است [4].

1-1-1- روشهای توليد مخلوط مذاب و جامد

ماده اولیه ورودی فرآیند و روش تهیه آن و نیز چگونگی شکل­دهی این مواد، مهمترین مشخصه­های کلیدي به منظور شناخت روش­های نیمه­جامد هستند. در این فرآیندها، مخلوطی متشکل از ذرات جامد غیردندریتی پخش شده در فاز مذاب فلزي به عنوان ماده شروع کننده فرآیند مورد استفاده قرار می­گیرد.

به طور کلی روش­های تولید دوغاب نیمه­جامد به دو دسته تلاطمی و غیر تلاطمی (حرارتی) تقسیم­بندی می­شوند. روش­های هم­زدن مکانیکی[1]، هم­زدن مغناطیسی[2]، سطح شیب­دار[3]، عملیات فراصوتی[4]، غلتک سرد کننده و گلوله­های نسوز را می­توان از انواع روش­های تلاطمی برشمرد. روش­های اسپری کردن[5]، رئوکست نیمه­جامد[6] و رئوکست جدید[7] از انواع روش­های غیرتلاطمی می­باشند.

با توجه به اینکه در پایان نامه حاضر از روش سطح شیب­دار خنک­کننده استفاده شده است، از این رو، توضیح جامع­تری از این روش در ادامه خواهد آمد. به کارگیری سطح شيب‌دار خنك­كننده يكي از ساده‌ترين و در عين حال جالب­ترين روش‌هاي ابداعي برای توليد مخلوط مذاب-جامد و در نهایت تولید ریزساختار کروی است. توضيح در مورد اين روش به اين دليل كه دقيقاً مفهوم سرعت تغيير شكل زاويه‌اي (نرخ برش) و نيز مفهوم قانون لزجت نيوتن را در خود جاي داده است، لازم و جالب توجه است. این روش یکی از روش­هاي جدید تولید قطعات از طریق فرآیند نیمه جامد بوده و به منظور تولید شمش­هاي تیکسوکست شده و قطعات رئوکست شده کاربرد دارد [4].

شکل ‏1‑2 تصویر طرح­وار این روش را نشان می­دهد. ریخته­گری سطح شيب‌دار شامل ذوب کردن آلياژ در يك كوره مناسب نظیر کوره القايي و سپس سرد کردن آهسته آن تا دماي معین، کمی بالای خط مذاب آلیاژ، است. به منظور تامین کسر جامد مشخص در انتهای سطح شیب­دار، دمای بارریزی تعیین می­شود. مذاب با حداقل دمای فوق گداز روی سطح شیب­داری که معمولاً از جنس همان فلز مذاب است، ریخته می­شود. سطح شیب­دار معمولاً نسبت به خط افق زاویه­ای بین 30 تا º60 دارد. گاهی اوقات سطح شیب­دار بوسيله گردش آب در قسمت زيرين آن، خنك مي‌شود. توجه به اين مورد ضروری است كه جريان بارریزی بايد آرام باشد تا موجب لغزش لایه­های آلیاژی روی یکدیگر شود. مذابي كه به انتهاي سطح شيب‌دار مي‌رسد به شکل مخلوطی از مذاب و جامد با ساختار غیردندریتی مي‌باشد [5].

در روش سطح شيب­دار خنك­كننده، تنش برشی بر اثر شيب سطح و نيروي وزن سیال تامين مي‌شود. با تداوم اعمال تنش برشي، شاخه‌هاي بوجود آمده در مذاب نيمه­جامد شكسته می­شود و به تدريج كروي شكل مي‌گردد. زاویه و طول سطح شیب­دار، دماي بارریزي، نرخ بارریزی، جنس و دمای قالب، ارتفاع نازل تا سطح و میزان زبری سطح از عوامل مهم در روش سطح شیب­دار می­باشند. با افزایش زاویه سطح خنک­کننده، میزان نرخ برش و در نتیجه تلاطم ایجاد شده در مخلوط نیمه­جامد افزایش می­یابد. در مقابل، هر چه زاویه کمتر باشد مدت زمان سیلان ماده نیمه­جامد بر روي سطح بیشتر می­شود و در نتیجه احتمال دستیابی به ساختاري با درصد کرویت بالاتر و توزیع یکنواخت­تر، بیشتر خواهد بود. بعلاوه، طول سطح شیب­دار بر مدت زمان اعمال برش تاثیر گذار است. در نتیجه، براي تعیین شرایط بهینه سطح شیب­دار از نظر میزان و مدت زمان اعمال برش، باید تاثیر متقابل زاویه و طول سطح شیب­دار در نظر گرفته شود. دماي بارریزي نیز داراي یک حد بهینه است که با توجه به طول سطح شیب­دار و نیز قدرت خنک­کنندگی سطح تغییر می­کند [6].

2-1-1- فرآيندهاي توليد قطعه از مخلوط مذاب و جامد

فرآیند تولید نیمه­جامد از مجموع دو فرآیند ریخته­گری و شکل­دادن تشکیل شده است. در مرحله ریخته­گری، آلیاژ مذاب با دامنه انجماد وسیع یا نسبتاً وسیع آماده می­شود و طی سرد شدن درمحدوده دو فازی جامد-مذاب تحت تلاطم قرار می­گیرد. در این حالت، مخلوط یکنواختی از مذاب و جامد حاصل می شود. سپس مخلوط فوق به کمک یکی از روش­های شکل­دادن فلزات مانند اکستروژن یا دایکاست به شکل مورد نظر تبدیل می­شود. از آنجا که این مخلوط در مقایسه با روش­های شکل­دادن فلزات جامد از مقاومت کمتری برخوردار است، از این رو، نیاز به نیروی شکل­دهی کمتری دارد. فرآیند تولید در حالت نیمه­جامد به دو روش مستقیم یا رئوکستینگ[1] یعنی ریخته­گری با مخلوط مذاب و جامد و روش غیرمستقیم یا تیکسوفورمینگ[2] یعنی شکل­دهی با شمش نیمه­جامد تقسیم­بندی می­کنند. فرآيند شکل­دهی با شمش نیمه­جامد نيز خود به دو دسته آهنگری با شمش نیمه­جامد[3] و ریخته­گری با شمش نیمه­جامد[4] تقسيم مي‌شود.

تيكسوفورمينگ اصطلاحی است كه به فرآيند توليد یک قطعه از شمشی كه به صورت جزئي ذوب گرديده و به داخل قالب تزريق مي‌شود، اطلاق می­گردد. از اين فرآيند براي توليد قطعات نزديك به شكل نهايي[5] استفاده مي‌شود. شمش مخصوص كه به صورت نيمه­جامد است (به صورت جزئي ذوب گرديده)، داراي ذرات جامد با ساختار كروي شكل مي‌باشد. در این روش پس از تهیه مذاب و اعمال تنش برشی در ناحیه دو فازی، مخلوط جامد- مذاب را به صورت شمش ریخته­گری می­­کنند. سپس این شمش­ها تا دمای محیط سرد و به اندازه­های دلخواه بریده می­شوند. در عین حال، در این روش قبل از شکل­دهی، شمش­ها را دوباره تا دمای نیمه­جامد گرم و با اعمال فشار (از طریق تزریق در قالب یا آهنگری) شکل می­دهند. اگر فرآيند توليد، شامل تزريق شمش مخصوص نيمه جامدی با کسر جامد پایین باشد به اين فرآيند ریخته­گری با شمش نیمه­جامد مي‌گويند. در مقابل، اگر در فرآيند توليد قطعه از شمشی با کسر جامد بالا استفاده شود، به اين فرآيند آهنگری با شمش نیمه­جامد مي‌گويند. تصویر طرح­وار این تعاریف در شکل ‏1‑3 آورده شده است.

فرآيند شکل­دهی با شمش نیمه­جامد شامل دو مرحله مي‌باشد. مرحله اول که مهمتر است، حرارت دادن يكنواخت و كنترل شده شمش مخصوص مي‌باشد. هدف اين مرحله ذوب نمودن يكنواخت شمش مخصوص و تشكيل مخلوط مذاب و جامد همگن با كسر جامد مطلوب مي‌باشد [7]. مرحله دوم، انتقال شمش به دستگاه تزريق ریخته­گری با شمش نیمه­جامد يا به داخل قالب مي‌باشد. بعد از مرحله انجماد كامل مخلوط مذاب-جامد در قالب و توليد قطعه نهايي، اين قطعه از قالب بيرون مي‌آيد و راهي مراحل بعدي توليد مانند ماشين­كاري مي‌شود [7].

براي اين كه بتوان به يك شمش مخصوص در حالت نيمه جامد با خصوصيات فوق دست پيدا کرد  بايد پارامترهایی مانند دمای نگهداری، يكنواختي و همگني در حرارت دادن مجدد و زمان اعمال اين عملیات به شمش مخصوص به دقت تحت كنترل قرار گیرند. دماي نگهداری شمش مخصوص يا مخلوط مذاب-جامد تعيين­كننده مقدار كسر جامد آن است. حرارت دهي بيش از این دما، باعث بالا رفتن دماي شمش مخصوص و به دنبال آن، پايين آمدن مقدار كسر جامد در مخلوط مذاب و جامد مي‌شود كه نتيجه آن ناپايداري ساختار شكل جامد شمش مخصوص خواهد بود و باعث بروز مشكلات در حمل و نقل آن می­شود. حرارت دادن در دمای كمتر از دمای مورد نظر باعث عدم ذوب شدن كامل شمش مخصوص و در نتیجه يكي شدن و به هم آميختن و تشكيل فاز چند وجهي در استحاله یوتکتیکی می­شود [7]. علاوه بر كنترل دما در مرحله حرارت دهي مجدد، يكنواختي و همگني دما در سراسر شمش مخصوص نيز بسيار حائز اهميت است، زيرا عدم يكنواختي و همگني درجه حرارت باعث نوسان در مقدار كسر جامد و خصوصيات مخلوط مذاب-جامد می­شود. همچنين اين نوسانات علاوه بر داشتن تاثير منفي بر روي خواص قطعه نهايي، باعث می­شود که هنگام تزريق ماده به داخل قالب، دو فاز كاملاً مجزای جامد و مذاب به وجود آید كه اثرات منفي آن كاملاً واضح است. این عدم يكنواختي همچنین می­تواند باعث ناپايداري شكل ظاهري جامد آن شود و مشكلات حمل و نقل بعدي را بوجود آورد. نمونه‌اي از اثرات حرارت‌دهي ناهمگن كه به مشكل پافيلي شدن[1] معروف است، در شکل ‏1‑4 مشاهده مي‌شود [7]. زمان حرارت­دهي نيز بايد به دقت كنترل شود و بهينه­سازي شود. زمان حرارت­دهي بالا باعث بزرگ­شدن اندازه ذرات جامد موجود در مخلوط مذاب و جامد می­شود. در مقابل، زمان حرارت دهي پايين باعث عدم كروي گرديدن كامل ذرات موجود در مخلوط مذاب و جامد مي‌شود كه اين امر باعث بوجود آمدن اثرات منفي بر روي خواص مخلوط مذاب و جامد می­شود و در نتیجه باعث بروز مشكلاتي در پر شدن قالب هنگام تزريق می­شود [8].

[1] -Foot Elephant

[1] -Rheocasting

[2] -ThixoForming

[3] -ThixoForging

[4] -ThixoCasting

[5] -Near Net Shaping

[1] -Mechanical Stirring

[2] -ElectroMagnetic Stirring

[3] -Cooling Slope

[4] -Ultrasonic Treatment

[5] -Spray Deposition Process

[6] -SemiSolid Rheocast

[7] -New Rheocast

[1] -Lapping

[1] -Dendritic

[2] -Slurry

تعداد صفحه : 157

قیمت : 17300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ———- ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********