ผลกระทบของอัตราการแข็งตัวต่อรูปร่างของเฟส β-Al5FeSi และเฟสยูเทคติกซิลิคอนในโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน-เหล็ก โดยการเติมโลหะแม่อะลูมิเนียม-5%โครเมี่ยม-3%แมงกานีส-1%สตรอนเชียม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ผลกระทบของอัตราการแข็งตัวและการเติมโลหะแม่อะลูมิเนียม-5%โครเมียม-3%แมงกานีส-1%สตรอนเชียม (5Cr3Mn1Sr) ต่อการปรับสภาพรูปร่างสารประกอบเชิงโลหะและเฟสยูเทคติกซิลิคอนในโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน-เหล็ก (Al-Si-Fe) ที่มีปริมาณธาตุเหล็ก 0.5, 1.0 และ 1.5% (wt.%) มีอัตราการแข็งตัว 2 ระดับ สำหรับวิเคราะห์การปรับสภาพเฟส ผลการทดลองพบว่าที่อัตราการแข็งตัว 0.2 °C/s โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน-1.5%เหล็กเกิดก่อตัวของเฟส (
-Al5FeSi) และรูพรุนที่มีขนาดใหญ่ ในขณะที่การเติมโลหะแม่ 5Cr3Mn1Sr ปริมาณ 4% ในโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน ที่มีปริมาณธาตุเหล็ก 1.5% นั้น สามารถเปลี่ยนรูปร่างของเฟส
ให้กลายเป็นเฟส
(Al15(Fe,Cr,Mn)3Si2) ได้ ในขณะที่รูพรุนที่เกิดขึ้นมีขนาดเล็กลง ผลกระทบของอัตราการแข็งตัวเร็วลดระยะห่างระหว่างแขนที่สองของต้นเดนไรท์ และปรับสภาพเฟสยูเทคติกซิลิคอนในโครงสร้างจุลภาค การรวมกันระหว่างอัตราการแข็งตัวเร็วและการเติมโลหะแม่สามารถปรับสภาพทั้งสารประกอบเชิงโลหะและเฟสซิลิคอนได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่โลหะผสม A356 และโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน-0.5%เหล็ก การวิเคราะห์ปริมาณเฟส
ในโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน-1%เหล็ก และ 1.5%เหล็ก ที่ผ่านการปรับสภาพเฟสลดลงเท่ากับ 75.80% และ 55.36% ตามลำดับ งานวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่าการรวมกันของอัตราการแข็งตัวสูงและการเติมโลหะแม่ ส่งผลดีต่อคุณภาพชิ้นงานหล่อและประสิทธิภาพในการปรับสภาพเฟส
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of Technology and Engineering Progress is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information
References
John L. Jorstad, Donna L. Zalensas and Wayne M. Rasmussen, American Foundrymen's Society, 1993.
Lennart Bäckerud, Guocai Chai and Jarmo Tamminen, Solidification Characteristics of Aluminum Alloys: Foundry alloys Volume 2 of Solidification Characteristics of Aluminum Alloys, Skanaluminium, 1990.
Mahta. M, Emamy, M, Cao. X and Campbell. J, “Overview of -Al5FeSi phase in Al-Si alloys,” Materials Science Research Trends, 2008, pp. 251-271.
M.H. Abdelaziz, A.M. Samuel, H.W. Doty and F.H. Samuel, “Effect of extended thermal exposure and alloying elements on the morphology of eutectic Si in Al–Si Cast Alloys,” Inter Metal cast, 2020, pp. 1013–1024.
Rui CHEN, Yu-feng SHI, Qing-yan XU and Bai-cheng LIU, “Effect of cooling rate on solidification parameters and microstructure of Al-7Si-0.3Mg -0.15Fe alloy,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China, vol. 24, 2014, pp.1645−1652.
Qing Cai , Ewan Lordan, Shihao Wang, Guangyu Liu, Chamini L. Mendis , Isaac T.H. Chang and Shouxun Ji, “Die-cast multicomponent near-eutectic and hypoeutectic Al–Si–Ni–Fe–Mn alloys: Microstructures and mechanical properties,” Materials Science & Engineering A, vol. 872, 2023, pp. 144977.
Ossama Elsebaie, Agnes M. Samuel, F.H. Samuel and H.W. Doty, “Impact toughness of Al–Si–Cu–Mg–Fe cast alloys: Effects of minor additives and aging conditions,” Materials and Design, vol. 60, 2014, pp. 496–509.
M. AMNE ELAHI and S. G. SHABESTARI, “Effect of various melt and heat treatment conditions on impact toughness of A356 aluminum alloy,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China, vol. 26, 2016, pp. 956−965.
Krittee eidhed and Phisith muangnoy, “Effect of cooling rates of production process of Al-3%B-3%Sr master alloy on grain refinement and eutectic modification efficiency in cast A356 alloy,” MATEC Web of Conferences, 192, 2018, pp. 01036.
D. Gagnon, A. M. Samuel, F. H. Samuel, M. H. Abdelaziz, and H. W. Doty, “Melt Treatment-Porosity Formation Relationship in Al-Si Cast Alloys, Casting Processes and Modelling of Metallic Materials. 2021.
Witthaya Eidhed, “Modification of -Al5FeSi Compound in Recycled Al-Si-Fe Cast Alloy by Using Sr, Mg and Cr Additions,” J Mater Sci Technol, vol. 24, 2008, pp. 45-47.
P. Muangnoy, “The Development of Al-10%Mn-1%Sr Master Alloy to Modify -phase and Eutectic Silicon in Cast Al-7% Si-1% Fe Alloys,” Industrial Engineering (IE) Network Conference, 2011, pp. 1255-1263.