Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của Tham số Quy trình đến Cấu trúc Vi mô, Ứng suất Dư, Độ cứng Vi mô và Độ xốp của AA-6063 Đúc Bằng Microwave
Tóm tắt
Khác với phương pháp đúc truyền thống, phương pháp đúc sử dụng sóng vi ba tại chỗ là một kỹ thuật tiên tiến và hứa hẹn cho việc đúc kim loại khối, trong đó kim loại khối được gia nhiệt và chảy trong bức xạ vi ba ở tần số 2.45 GHz. Trong nghiên cứu này, AA-6063 được sử dụng làm nguyên liệu nạp ở ba mức công suất vi ba là 600 W, 750 W và 900 W. Quy trình này sử dụng ba loại vật liệu tiếp xúc—than đá, than gỗ và SiC—và quá trình đông đặc được thực hiện ở hai cấp độ là khoang kín và khoang mở. Việc tối ưu hóa các tham số quy trình đã được thực hiện thông qua kỹ thuật Taguchi. Các nghiên cứu về cấu trúc vi mô và độ cứng vi indent của các mẫu đúc cho thấy rằng các hạt hình khối vuông nhỏ hơn có thể thu được trong các mẫu đúc dày đặc 15 và 9. Trong các mẫu đúc này, sự xuất hiện của các pha liên kim loại Al2Mg3, MgZn2, Mg2Si, Al2Mg đã được quan sát; tuy nhiên, mẫu đúc 18 chứa các pha liên kim loại Al2Mg, MgZn và Al2Mg3. Kết quả từ nghiên cứu cho thấy rằng cấu trúc hạt và các kết tủa liên kim loại trong các mẫu đúc phát triển phụ thuộc chủ yếu vào môi trường đông đặc, công suất vi ba và chất tiếp xúc. Độ cứng vi indent của mẫu đúc 18 trong nghiên cứu hiện tại khoảng 166 HV, cao hơn so với các mẫu đúc khác. Việc đặc trưng các mẫu đúc phát triển về mặt cấu trúc vi mô, phân tích nguyên tố, độ xốp, XRD và phân tích bề mặt đã được thực hiện. Các kết quả cho thấy rằng quá trình đông đặc nhanh chóng và tăng cường công suất vi ba làm thay đổi thành phần nguyên tố, sự phân bố và kích thước của các pha eutectic, dẫn đến việc tăng độ cứng vi indent.
Từ khóa
#quy trình đúc #sóng vi ba #AA-6063 #cấu trúc vi mô #độ cứng vi mô #pha liên kim loại #đông đặc nhanh.Tài liệu tham khảo
J.R. Davis, Aluminum and Aluminum Alloys (ASM international, Russell Township, 1993), p. 93
D.G. Eskin, L. Katgeman, Mechanical properties in the semi-solid state and hot tearings of aluminum alloy, prog. Mater. Sci. 49(5), 629–711 (2004)
K. Rajkumar, S. Aravindam, Microwave sintering of copper-graphite composites. J. Mater. Process. Tech. 209, 5601–5605 (2009)
K. Turbalioglu, Y. Sun, The improvement of the mechanical properties of AA 6063 aluminum alloys produced by changing the continuous casting parameters. Sci. Res. Essays 6(13), 2832–2840 (2011)
W.A. Ayoola, S.O. Adeosun, Effect of casting mold on mechanical properties of 6063 aluminum alloy. J. Eng. Sci. Technol. 7(1), 89–96 (2012)
S. Satnam, G. Dheeraj, J. Vivek, Novel microwave composite casting process: theory, feasibility and characterization. Mater. Des. 111, 51–59 (2016)
S. Satnam, G. Dheeraj, J. Vivek, Processing of Ni-WC-8Co MMC casting through microwave melting. Mater. Manuf. Process. 33, 26–34 (2017)
M.L. Shashank, M.S. Srinath, H.J. Amarendra, Microstructural and mechanical investigation of aluminum alloy (Al 1050) melted by microwave hybrid heatin. IOP Publ. Mater. Res. Express 4, 076504 (2018)
S.M. Lingappa, M.S. Srinath, H.J. Amarendra, Feasibility study on development of metal matrix composite by microwave stir casting, advances in mechanical design. Mater. Manuf. 1943, 020011 (2017)
R.R. Mishra, A.K. Sharma, Effect of susceptor and mold material on microstructure of in-situ microwave casts of Al-Zn-Mg alloy. Mater. Des. 131, 428–440 (2016)
R.R. Mishra, A.K. Sharma, Structure-property correlation in Al–Zn–Mg alloy cast developed through in-situ microwave casting. Mater. Sci. Eng., A 688, 532–544 (2017). https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.02.021
R.R. Mishra, A.K. Sharma, Effect of solidification environment on microstructure and indentation hardness of Al-Zn-Mg alloy casts developed using microwave heating. Inter Metalcast 12, 370–382 (2018). https://doi.org/10.1007/s40962-017-0176-1
R.R. Mishra, A.K. Sharma, Microwave-material interaction phenomena: heating mechanisms, challenges and opportunities in material processing. Compos.: Part A (2019). https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.10.035
R.R. Mishra, A.K. Sharma, Microstructural characteristics and tensile properties of in-situ and ex-situ microwave casts of Al-7073 alloy. Mater. Res. Express (2020). https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab5ab1
R.K. Tayal, S. Kumar, V. Singh et al., Characterization and microhardness evaluation of A356/Mg joint produced by vacuum-assisted sand mold compound casting process. Inter Metalcast 13, 392–406 (2019). https://doi.org/10.1007/s40962-018-0264-x
T. Mahmoud, W. Khalifa, Thermal analysis, microstructure and performance of AA6063 aluminum alloy casting with Ag and Fe addition. Mater. Res. Express 7(2020), 016581 (2020). https://doi.org/10.1080/2053-1591/ab6adb
A. Kashif, M.A. Ali, N. Ahmad et al., Modeling the mechanical attributes (Roughness, Strength and Hardness) of Al-Alloy A356 during sand casting. Materials 13, 598 (2020). https://doi.org/10.3390/ma13030598
R.R. Mishra, A.K. Sharma, On mechanism of in-situ microwave casting of aluminium alloy 7039 and cast microstructure. Mater. Des. 112, 97–106 (2016)
A.K. Sharma, D. Gupta, On microstructure and flexural strength of metal– ceramic composite cladding developed through microwave heating. Appl. Surf. Sci. 258(15), 5583–5592 (2012). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.02.019
J. Campbell, Complete Casting Handbook: Metal Casting Processes, Techniques and Design (Butterworth-Heinemann, 2011)
R. Orozco, J. Genesca et al., Effect of Mg content on the performance of Al-Zn-Mg sacrificial anodes. J. Mater. Engg. Perform. 16, 229 (2007). https://doi.org/10.1007/s11665-007-9037-z
J. Zapata, M. Toro et al., Residual stresses in friction stir dissimilar welding of aluminum alloys. J. Mater. Process. Technol. 229, 121–127 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.08.026
O. Anderoglu. Residual stress measurement using x-ray diffraction, Master of Science Thesis. Office of Graduate Studies of Texas A&M University, December (2004). http://hdl.handle.net/1969.1/1507
J.T. Liu, Y.A. Zhang, X.W. Li et al., Rare Met. 35, 380 (2016)
S.H. Wang, L.G. Meng, S.J. Yang et al., Microstructure and properties of 7075Al alloy fabricated by directly combined of spray forming and continuous extrusion forming under different atomization gas pressures. Metal Soc. 21, 1449 (2011). https://doi.org/10.1007/s40195-016-0454-6
W. Kasprzak, M. Sahoo, J. Sokolowski et al., The effect of the melt temperature and the cooling rate on the microstructure of the Al-20% Si alloy used for monolithic engine blocks. Inter Metalcast 3, 55–71 (2009). https://doi.org/10.1007/BF03355453
N.A. Belov, D.G. Eskin et al., Multi-Component Phase Diagram: Application for Commercial Aluminum Alloy, 1st edn. (Elsevier, London, 2005), pp. 1–6
Sharma, A.K., Srinath, M.S. et al. Microwave Joining of Metallic Materials. Indian patent, Application no. 1994/Del/2009 (2009).
Sharma, A.K., Gupta, D.A Method of cladding/coating of metallic and non-metallic powders on metallic substrates by microwave irradiation. Indian patent, Application no. 527/Del/2010 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2014.01.001
Sharma, A. K., Srinath, M. S., Kumar, P. Indian patent 1994/ Del/2009 (2009).
M.B. Prime, G.H. Thomas, J.A. Baumann et al., Residual stress measurements in a thick, dissimilar aluminum alloy friction stir weld. Acta Mater. 54, 4013–4021 (2006). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2006.04.034
S. Kausal, S. Bohra, D. Gupta et al., On processing and characterization of Cu-Mo based castings through microwave heating. Inter Metalcast (2020). https://doi.org/10.1007/s40962-020-00481-8
S. Singh, D. Gupta, V. Jain, Fabrication in situ powdered nickel- alumina metal matrix composites through microwave heating process: a sustainable approach. Inter Metalcast (2020). https://doi.org/10.1007/s40962-020-00536-w