نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

بررسی توزیع فاز جامد در فوم فلزی ساخته شده به روش ریخته گری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
محمد دیانی 1
جمال زمانی 2
محمد حسین سیادتی 3
میثم قیاسوند 4
1 نویسنده مسئول و دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی،
2 دانشیار مهندسی مکانیک ساخت و تولید، دانشکده مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
3 استادیار مهندسی و علم مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
4 دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
10.22060/mej.2013.43
چکیده
یکی از روش­های ساخت فوم فلزی، ریخته­گری اطراف کره­های تو­خالی سرامیکی یا فلزی است که از مهمترین مشکلات این روش نفوذ یکنواخت مذاب بین این کره­ها است. در این تحقیق فوم فلزی به روش ریخته­گری اطراف کره­های توخالی سرامیکی ساخته شد. کره­های توخالی سرامیکی با استفاده از چسب سیلیکات­سدیم و پودر شاموت ساخته شده و به دو صورت منظم و نامنظم در حفره قالب قرار گرفتند. در ادامه با تغییر ارتفاع راهگاه قالب، نفوذ مذاب در حالات مختلف بررسی و مشاهده شد که آرایش کره­ها بر نفوذ یکنواخت مذاب موثر بوده و با افزایش ارتفاع راهگاه در دو آرایش منظم، مذاب به طور یکنواخت نفوذ کرده و در نتیجه فاز جامد به صورت یکنواخت توزیع شده ولی در آرایش نامنظم نفوذ مذاب غیر یکنواخت می­باشد. در ادامه فصل مشترک کره­های توخالی سرامیکی با زمینه آلومینیومی و همچنین رشته­های فولادی شبکه با زمینه آلومینیومی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) بررسی و مشاهده شد که رشته­های فولادی با زمینه آلومینیومی به صورت موضعی اتصال متالوژیکی داشته ولی کره­های توخالی سرامیکی پیوندی با زمینه ندارند.
کلیدواژه‌ها
: فوم فلزی
کره‌های توخالی سرامیکی
آرایش کره‌های توخالی
نفوذ مذاب
توزیع فاز جامد

عنوان مقاله English

An investigation of solid phase distribution in metal foam produced by casting

نویسندگان English

Mohammad Diyani 1
Jamal Zamani 2
Mohammad Hosein Siyadati 3
Meysam ghiyasvand 4
چکیده English

One of the methods to produce metal composite foam is casting around ceramic or metallic hollow spheres. The main problem in this method is the melt penetration between hollow spheres. In this research metal foam was produced by casting around ceramic hollow spheres. Ceramic hollow spheres were produced by sodium silicate binder and fire clay. Ceramic hollow spheres were molded in random and ordered arrangements. Ceramic hollow spheres were arranged in two various arrangement by thin wire steel meshes. In various arrangements, the molten penetration between hollow spheres was studied and observed that arrangement affects on melt penetration between hollow spheres. The interface between ceramic hollow spheres with aluminum matrix and steel mesh wires with matrix were verified by SEM. Steel wires have partial joining in interface with aluminum, while there is a separation between ceramic hollow spheres and matrix in interfaces.

کلیدواژه‌ها English

Metal foam
Ceramic hollow sphere
Hollow spheres arrangement
Melt penetration
Solid phase distribution
[1] J. Banhart . “Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams”, Progress in Materials Science,Vol.46, pp.559-632, 2001
[2] V.C. Srivastavs, K.L. Sashoo.“Processing, stabilization and applications of metallic foams”. Art of science Materials Science-Poland, Vol. 25, No. 3, 2007.
[3] A. E. Simone and L. J. Gibson. “Effects of solid distribution on the stiffness and strength of metallic foams”. Acta mater. Vol. 46, No. 6, pp. 2139-2150, 1998.
[4] E. Andrews, W. Sanders, L.J. Gibson . “Compressive and tensile behaviour of aluminum foams”. Materials Science and Engineering, A270, 113–124, 1999.
[5] A. Rabiei, A.T. O’Neill. “A study on processing of a composite metal foam via casting”. Materials Science and Engineering A 404, 159–164, 2005.
[6] Lakshmi, J. Vendra, A. Rabiei. “ A study on aluminum–steel composite metal foam processed by casting”. Materials Science and Engineering A, 465, 59–67, 2007.
[7] W.S. Sanders, L.J. Gibson. “Mechanics of hollow sphere foams”. Materials Science and Engineering, A347,70 -/85, 2003.
[8] ASM handbook, casting, volume 8, 1998.
[9] T.S.Shih,S.H.Tu “Intraction of steel with pure Al,Al-Si and A356alloys”. mater.sci.& Eng. A454, 349-356, 2007.
[10] G.H.Awan,F.U.Hasan,”The morphology of coating/substrate interface in hot- dip- aluminized steels”.Mater.Sci.A427,pp.157-165 ,2008.