فهرست مطالب
پژوهشنامه ریخته گری
سال چهارم شماره 1 (پیاپی 12، بهار 1399)
- تاریخ انتشار: 1399/11/12
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-9
امروزه کامپوزیت های درجا Al-Mg2Si به دلیل چگالی کم، استحکام ویژه زیاد، مقاومت به سایش و پایداری حرارتی خوب، مورد توجه صنایعی ازجمله خودروسازی و هوافضا قرارگرفته اند. در این تحقیق، به بررسی اثرات مقدار دمای ذوب بر مشخصه های انجمادی کامپوزیت درجا Al-20%Mg2Si، از طریق آنالیز حرارتی منحنی های سرد شدن پرداخته شده است. به این منظور، منحنی های آنالیز حرارتی این کامپوزیت در سه دمای ذوب 750، 800 و 850 درجه سانتی گراد رسم شده و تاثیر دمای ذوب بر مشخصه های انجمادی این کامپوزیت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تغییرات دمای ذوب بر مشخصه های جوانه زنی و رشد فاز مقاوم ساز Mg2Si و مشخصه های واکنش یوتکتیک تاثیرگذار است. به گونه ای که افزایش دمای ذوب از °C750 به °C850، موجب افزایش دمای جوانه زنی فاز مقاوم ساز Mg2Si، از °C 6/687 به °C 2/690، افزایش دامنه انجماد به میزان °C 4/22 و کاهش دمای رشد واکنش یوتکتیک دوتایی به میزان °C 7/3 می شود. با افزایش دمای ذوب، اندازه فاز مقاوم ساز Mg2Si، 16درصد کاهش یافته و توزیع آن ها در ساختار کامپوزیت یکنواخت تر می شود که این امر می تواند منجر به بهبود خواص مکانیکی شود.
کلیدواژگان: آنالیز حرارتی، کامپوزیت در جا Al-Mg2Si، فوق ذوب، مشخصه های انجمادی -
صفحات 11-20در پژوهش حاضر آلیاژهای با ترکیب اسمی Fe- 28Cr-15Co-1Si (A) و Fe- 32Cr-23Co-1Si (B) به روش ریخته گری تولید و به منظور کسب خواص مغناطیسی و تولید آهنرباهای دایم تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. نتایج بررسی ها نشان داد که خواص مغناطیسی آلیاژهای مورد بررسی در شرایط ریختگی و بعد از آنیل انحلالی بسیار پایین است اما بعد از اعمال عملیات حرارتی گرمامغناطیسی(TMT) خواص مغناطیسی به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. وجود پیک جانبی در کنار پیک اصلی (110) بعد از عملیات TMT در الگوی تفرق اشعه ایکس (XRD) در تمامی آلیاژها وقوع استحاله تجزیه اسپینودال را در این مرحله اثبات می کند. در حین عملیات پیرسازی دومرحله ای که در دماهای پایین تر از دمای عملیات TMT انجام می شود، ترکیب شیمیایی دو فاز اسپینودال 1α و 2α تغییر و منجر به افزایش اختلاف 1Jsα و 2Jsα شده و در نتیجه نیروی مغناطیس زدایی افزایش می یابد. خواص مغناطیسی کسب شده در آلیاژ A بعد از عملیات پیرسازی مرحله ای برابر T 63/0 Br = ، kAm-1 83/10 Hc = و kJm-3 67/6 (BH)max =و بالاتر از آلیاژ B است. بررسی های ریزساختاری نشان داد که در آلیاژ B با درصد کروم و کبالت بالاتر فاز غیرمغناطیسی سیگما تشکیل می شود که منجر به افت خواص مغناطیسی می شود.کلیدواژگان: آهنربای Fe-Cr-Co، عملیات گرمامغناطیسی، آهنربای دائم، تجزیه اسپینودال
-
صفحات 21-29
توجه به توسعه ی پوشش های حفاظت خوردگی برای کاربردهای محیط خورنده به واسطه مقاومت آنها در مقابل نفوذ عوامل مخرب خوردگی افزایش یافته است. در تحقیق حاضر، فرآیند غیرالکترولیتی برای ایجاد پوشش های روی- آلومینیم ورقه ای به روش پاشش کردن روی سطح چدن استفاده شد. سطوح نمونه های چدنی با استفاده از مقادیر چسب 30 تا 50 درصد وزنی و مقدار حلال به ترتیب 40 تا 20 درصد وزنی و مقدار پودر آلیاژ روی- آلومینیم ورقه ای 30 درصد وزنی، تحت فرآیند پوشش دهی قرار گرفت. سطح و مقطع عرضی پوشش ایجاد شده با استفاده از آزمون چسبندگی و میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد مقدار چسب برکیفیت پوشش اعمال شده بسیار موثر بود. در مقدار 40 درصد وزنی چسب و 30 درصد وزنی حلال شرایط بهینه ایجاد شد. به طوری که باعث چسبندگی مناسب پوشش برسطح زمینه گردید. درحالی که در مقادیر کمتر چسب، کیفیت چسبندگی پوشش بر سطح زمینه کاهش یافت و در مقادیر بیشتر، باعث تخریب پوشش سطحی حین فرآیند پخت شد. نمونه های چدن با مقادیر 40 درصد وزنی چسب و 30 درصد وزنی حلال طی یک بار، دوبار و سه بار اعمال پاشش قرارگرفتند و تحت خوردگی در محیط پاشش نمک قرارگرفتند. دمای محیط خوردگی 35 درجه سانتیگراد و مدت زمان قرارگیری نمونه 60 تا 240 ساعت بود. سطح نمونه های تحت آزمایش مورد بررسی قرارگرفت. نتایج خوردگی در محیط پاشش نمک نشان داد که نمونه پوشش دهی شده طی سه بار، دارای مقاومت خوردگی بهتر از سایر نمونه ها بود.
کلیدواژگان: پوشش دهی با پاشش، چدن خاکستری، پوشش روی آلومینیوم ورقه ای، خوردگی -
صفحات 31-37
در این پژوهش، سرباره های ذوب آلیاژآلومینیم AA8011 از کوره های ذوب و نگهدارنده ریورب در کارخانجات تولید محصولات آلومینیمی استفاده شد. این سرباره ها در درجه حرارت های 750، 800 ،850 و 900 درجه سانتیگراد در کوره بوته ای حرارت داده شدند. از کاورال 11 برای پوشاندن سطح سرباره ها در بوته استفاده شد. سپس سرباره ها به پاتیل چدنی پیش گرم شده که در کف آن سوراخی به قطر 3 سانتیمتر تعبیه شده بود، منتقل شد. در این مرحله نیز از مقدار 1% کاورال 11 استفاده شد. مخلوط سرباره موجود در پاتیل در چهار سرعت 100، 200، 250 و 300 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه هم زده شد و مذاب خروجی از کف در قالب های شمش بارریزی شد. نتایج بررسی ها نشان داد که مقدار آلومینیم بازیافت شده از سرباره آلومینیمی در دمای Cº 850 و سرعت چرخشRPM 250 نسبت به سایر شرایط بیشتر بوده و تصاویر میکروسکوپی نشان داد که کمترین میزان آخال در مذاب بازیافت شده در این شرایط به دست می آید. آنالیز شیمیایی نشان داد که سرباره بازیافتی، ترکیب شیمیایی تقریبا مشابه با مذاب اولیه داشته و با این عملیات تا حدود 8/66 درصد سرباره قابلیت بازیافت و برگشت به چرخه تولید را دارد که علاوه بر محاسن اقتصادی، بر حفاظت از محیط زیست نیز موثر است.
کلیدواژگان: بازیافت سرباره، سرباره آلومینیمی، دمای سرباره، سرعت چرخش پاتیل -
صفحات 39-50شبیه سازی ریخته گری به عنوان یک ابزار کارآمد جهت آنالیز پرشدن قالب، انجماد و سردشدن و پیش بینی موقعیت و نوع عیوب داخلی شناخته شده است. مسئله اصلی پژوهش حاضر، در ابتدا پیش بینی بروز عیب تخلخل در طرح ریخته گری فعلی یک قطعه مخروطی طویل و سپس ارایه راهکارهای عملی جهت حذف یا کاهش این عیب بوده است. نتایج شبیه سازی ریخته گری قطعه مطابق با متغیرهای فرایندی فعلی نشان داد که بروز عیب تخلخل انقباضی به میزان قابل توجهی رخ می دهد. به منظور ارایه راهکار برای کاهش تخلخل، از روش شیب دار کردن جداره قطعه بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که با افزایش شیب، مقدار تخلخل ایجاد شده مرتبا کاهش می یابد. هم چنین نشان داده شد که ایجاد شیب در حدود نیم درجه در دیواره خارجی، با ترغیب انجماد جهتدار به سمت راهگاه، موجب کاهش چشمگیر عیب تخلخل می شود. طراحی های مختلف ریخته گری شامل نحوه قرارگیری مدل در قالب و اثر متغیرهای فرایندی بر نتایج عیب تخلخل مورد آنالیز و بحث و بررسی قرار گرفت.کلیدواژگان: شبیه سازی ریخته گری، عیب تخلخل انقباضی، معیار نیاما
-
صفحات 51-67
مدیریت سمت تقاضا موضوع مهمی است که در سال های اخیر به طور گسترده مورد بحث و بررسی در صنعت برق قرار گرفته است. فرآیندهای صنعتی مانند تولید فولاد به طورکلی برنامه ریزی پیچیده ای دارند. در بسیاری از کشورهای صنعتی این کارخانه ها به طور مستمر در برنامه های DR شرکت می کنند. کوره های قوس الکتریکی در کارخانه های تولید فولاد به عنوان پتانسیل بالایی برای مدیریت سمت تقاضا شناخته میشوند. روشی که به طور معمول برای مدل سازی، بهینه سازی و به طورکلی برنامه ریزی چنین کارخانه هایی استفاده می شود شبکه کار-منابع (RTN) است. برای رفع مشکل دست یابی به جواب بهینه استفاده از یک الگوریتم فرا ابتکاری پیشنهاد می شود. به منظور مقایسه مطلوب از دو الگوریتم ژنتیک (GEN) و ازدحام ذرات (PSO) برای این منظور استفاده می شود. مطالعات موردی برای نشان دادن تاثیر روش پیشنهادی بر روی برنامه ریزی روزانه یک کارخانه فولاد انجام شده و به طور کلی نتایج حاصل، نشان دهنده آن است که در نظر گرفتن OLTC در برنامه ریزی کارخانه یک فولاد سبب بهبود قابل توجهی در کاهش هزینه های تمام شده روزانه آن می شود.
کلیدواژگان: صنایع فولاد، کوره های قوس الکتریکی، مدیریت سمت تقاضا، تپ چنجرهای آنلاین بار، الگوریتم فرا ابتکاری
-
Pages 1-9
The in-situ Al-Mg2Si composites have attracted much attention in many important industries such as automotive and aerospace due to their low density, high specific strength, good wear resistance and thermal stability. In this research, solidification characteristics of in-situ Al-20%Mg2Si composites has been investigated using cooling curve thermal analysis technique. For this purpose, the thermal analysis curves of this composite have been plotted at three different temperatures of 750, 800, 850℃ and the effect of superheat on the solidification parameters has been investigated. The results demonstrated that the superheat temperature affect the nucleation and growth of primary Mg2Si phase and the eutectic reaction. Increasing the heat temperature from 750 to 850℃, increases the nucleation temperature of primary Mg2Si, solidification range and decreases the growth temperature of the binary eutectic reactions. The size and aspect ratio of Mg2Si reinforcement phase decreases by increasing the superheat. Therefore, the distribution of these phases will be improved and it will promote better mechanical properties in the composite.
Keywords: Thermal analysis, In-situ Al-Mg2Si composite, superheating, solidification parameters -
Pages 11-20In this study two Fe-Cr-Co base alloys with typical compositions Fe-28Cr-15Co-1 Si (alloy A) and Fe-32Cr-23Co-1 Si (alloy B) were prepared by casting technique and anisotropic permanent magnets were produced by applying some special heat treatments. Studies revealed that the magnetic properties of investigated alloys are very low in as-cast and in solution annealed conditions but are significantly enhanced by applying TMT. The presence of a sideband alongside the (110) reflection peak in X-ray diffraction pattern after TMT demonstrated that spinodal decomposition was occurred in this stage of heat treatment. During the step aging treatment, chemical compositions of the two spinodal phases (α1 and α2) are changed which results in an increase in Jsα1- Jsα2 and therefore, the coercivity is increased. Moreover this study revealed that magnetic properties obtained in Fe-28Cr-15Co-1Si alloy was as Br = 0.72 T, Hc = 60.50 kA/m and (BH) max= 31.19 kJ/m3 and was higher than Fe-32Cr-23Co-1Si. Microstructural investigations showed that in the Fe-32Cr-23Co-1Si alloy with a higher chromium percentage, the non-magnetic sigma phase was formed, leading to a decrease in the magnetic properties.Keywords: Fe-Cr-Co magnet, Thermomagnetic treatment, Permanent Magnet, Spinodal Decomposition
-
Pages 21-29
Developing of the corrosion resistant coatings for corrosive atmospheres increased during their resistance against diffusion of destructive factors. In this paper, non-electrolytic process was used for formation of aluminium-zinc flake coating on cast iron. The surfaces of samples were coated with different weight percentage of glue ( 30, 35, 40, 45 and 50), solvent and alloying powder of zinc - aluminium flake . The samples were evaluated by adhesion test ( cross cut ), scanning electron microscopy (SEM) and micro hardness test. Results represented that 40 weight percent of glue was the optimum condition and formed a proper adhesion between coating particles and substrate. The cast iron samples were sprayed during one, two and three times under optimum condition (40 weight percent). Then samples were tested in salt spray bath at 35℃ and 8, 60, 120 and 240 hours. The results showed three times spraying was best condition in corrosion test.
Keywords: Coating by spraying, Gary cast iron, Aluminum-Zinc flake, corrosion -
Pages 31-37
In this research, aluminum slag produced from melting aluminum alloy AA 8011 in melting and holding reverberatory furnace was collected. After the crushing and sorting, and passing the slags from sieves, the slag was heated in gas fired silicon carbide crucible furnace to 750°C, 800°C, 850°C and 900°C respectively and mixed with one percent coverall flux No. 11,, and then poured in mixing ladle with a 3 Cm hole in bottom of ladle this hole was placed to extract of molten metal and pour in preheated ingot molds. After adding 1% coverall flux No. 11, it was mixing with 100, 200, 250 and 300 RPM for 15 minutes. The provided molten aluminum, cast continuously in to the preheated ingot molds. The results show maximum efficiency of aluminum recycling in 850°C and 250 RPM. There is not chemical composition changes between primary and recycled aluminum ingots. Also SEM and EDS microscopy tests, shows different amount of metallic and nonmetallic inclusions content or other impurities in each recycling conditions which was lower in recycled ingot at 850°C and 250 RPM
Keywords: Slag recovery, Aluminum slag, Slag temperature, Mixing rate -
Pages 39-50Casting simulation has been recognized as an efficient tool for analyzing mold filling behavior, solidification and cooling, and prediction of the position and type of internal defects. The main concern in the current study is to predict the occurrence of porosity defects with the current casting design of a conical part, and then presenting practical solutions to remove or reduce the defects. Niyama dimensionless criterion was used for precise quantification of micro-porosity. The results of the casting simulation with accordance to the current process parameters showed that the occurrence of shrinkage porosity defect took place considerably. In order to suggest a solution to decline the extent of porosity, the inclination of the part wall was utilized. The results indicated that with an increasing slope, the amount of porosity is successively reduced. Besides it was found that a slope in the order of 0.5° on the external wall would lead to a remarkable reduction in the shrinkage porosity by inducing the directional solidification. The effect of various designs of the casting including the positioning of the casting inside the mold on the extent of porosity is discussed.Keywords: Casting simulation, Procast, Shrinkage porosity defect, Niyama criterion
-
Pages 51-67
Demand side management (DSM) is a popular topic that has been widely discussed in the electricity industry in recent years.Industrial processes, such as steel production, have complex planning in general.In many industrialized countries, these plants regularly participate in DR programs.Electric arc furnaces (EAFs) in steel mills have been recognized as having high potential for DSM.The widely used method for modeling, optimizing and planning such plants in general is the Resource-Task Network (RTN). To solve the problem of achieving optimal solution, it is recommended to use a meta-heuristic algorithm. For the purpose of comparison, two genetic (GEN) and particle swarm Optimization (PSO) algorithms are used for this purpose. Case studies were performed to illustrate the impact of the proposed method on the daily planning of a steel plant. Overall, the results indicate that incorporating on-load tapchangers (OLTC) into the planning of a steel plant results in improvements in reducing its daily costs.
Keywords: Steel Industrials, Electric arc furnaces, Demand side management, OLTC, meta-heuristic algorithm
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.