بررسی تشکیل ترک گرم در آلیاژهای یوتکتیک آلومینیم-آهن در محدوده دمایی ‏خمیری به ‏کمک شبیه سازی انجماد ‏

در این تحقیق، انجماد آلیاژهای یوتکتیک آلومینیم-آهن (حاوی 0/5، 1 و 1/5 درصد وزنی آهن) در ‏یک قالب فلزی به روش اختلاف محدود شبیه سازی شد و حساسیت به ترک گرم مورد بررسی قرار ‏گرفت. قالب به گونه ای طراحی شد که جهت انجماد به سمت مرکز قالب باشد. نتایج نشان داد که ‏انجماد در دو مرحله انجام می شود. در مرحله ی اول ضخامت ناحیه ی خمیری افزایش و در مرحله ی دوم ‏کاهش می یابد. با افزایش مقدار آهن، زمان مرحله ی اول کاهش می یابد ولی زمان مرحله ی دوم مستقل ‏از مقدار آهن است. در این تحقیق، شرط تشکیل ترک گرم وجود شبکه ی پیوسته ی جامد پرو ‏یوتکتیک در نظر گرفته شد و شاخصی بر اساس ضخامت ناحیه ی خمیری و زمان موضعی انجماد برای ‏بررسی تمایل به تشکیل ترک گرم معرفی شد. در این شاخص ترک هایی که با مذاب یوتکتیک پر می ‏شوند به عنوان ترک گرم پر شده در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد هر سه آلیاژ در مرحله ی اول انجماد ‏در نزدیکی سطح که انجماد به صورت غیر تعادلی است به ترک گرم حساس هستند؛ ولی در مرحله ی ‏دوم انجماد، هر سه آلیاژ تقریبا به صورت  تعادلی سرد می شوند. در این شرایط، کسر جامد در آلیاژ ‏Al-1.5wt%Fe‎‏ کمتر از 0/25 بوده و حساس به ترک گرم پر شده نیست. بیشترین حساسیت به ‏ترک گرم پر شده در مرحله ی اول انجماد مربوط به آلیاژهای 1 و 1/5 درصد آهن است. در مرحله ی ‏دوم انجماد نیز حساسیت به تشکیل ترک گرم در آلیاژ حاوی 1 درصد وزنی آهن از 0/5 درصد وزنی ‏آهن بیشتر است.