تاثیر بهسازی استرانسیوم بر تشکیل تخلخل در آلیاژ A356

Effect of strontium modification on porosity formation in a356 alloy

چکیده

آلیاژهای Al-Si بهسازی شده با Sr برای کاربرد در صنایع خودروسازی و هوافضا نوید بخش هستند. با این حال، عنصر بهساز Sr باعث افزایش سطح تخلخل و بدتر شدن عملکرد آلیاژ ریختگی می شود که این موضع باعث چندین دهه سردرگمی ریخته گران شده است. بسیاری از محققان این پدیده را مورد مطالعه قرار داده اند، اما هیچ توضیح واحدی برای آن وجود ندارد. در این مطالعه دو نوع عنصر بهساز Sr (۵۰ppm 250ppm) برای بررسی تاثیر بهسازی Sr بر لایه اکسید سطحی و تخلخل در ریخته گری استفاده شده است. نتایج حاصل از طیف سنجی انتشار نوری و طیف سنجی فوتوالکترونی اشعه ایکس نشان می دهد که لایه اکسیدی دارای جدایش Sr است.

با استفاده از طیف های با وضوح بالای XPS همراه با طیف سنجی پراکندگی طول موج میکروآنالیزور پراب الکترونی (EPMA-WDS) می توان دریافت که مقدار کمی از SrO در لایه Al2O3 توزیع شده است. با آنالیز بیشتر لایه اکسید سطحی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و نقشه های EPMA، می توان نتیجه گرفت که لایه Al2O3 فشرده توسط تجمع SrO در آن شکسته می شود و سپس برخی لایه های Al2O3 جدید و ناخالصی های اکسیدی در ترک ها تشکیل می شوند. این ها می توانند باعث افزایش تخلخل شوند. نتایج آزمون کاهش فشار (RPT) نشان می دهد که با افزایش مقدار Sr، چگالی نمونه های RPT کاهش می یابد. این بدان معنی است که بهسازی توسط Sr باعث افزایش تخلخل در ریخته گری آلیاژ A356 می شود.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Sr-modified Al–Si alloys are promising for automotive and aerospace industrial applications. However, Sr modifier increases the porosity level and deteriorates the performance of the castings, which has confused foundrymen for several decades. Many researchers have studied the phenomenon, but there is no unified explanation. In this study, two types of Sr modifier (50 ppm and 250 ppm) are applied to explore the effect of Sr modification on the surface oxide film and the porosity of the castings. The results of optical emission spectrometer and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) reveal that the surface oxide film has some degree of Sr segregation. Combining the high-resolution XPS spectrums with electron probe microanalysis–wavelength- dispersive spectroscopic (EPMA–WDS), it can be found that a small amount of SrO is distributed on the Al2O3 film.

Further analyzing the surface oxide film by scanning electron microscopy and EPMA mapping, it can be concluded that the compact Al2O3 film is fractured by congregated SrO and then some new Al2O3 films and oxide inclusions are formed in the cracks. Those can cause the increase in the porosity. And the result of reduced pressure test (RPT) shows that the densities of RPT samples are decreasing with the increase in Sr content. It means that Sr modification dose increase the porosity of the A356 alloy castings.