ریخته گری مرکب

Formation of Intermetallic Phases in Al/Cu Compound

Casting Process

بررسی رشد ترکیبات بین فلزی در ریخته گری مرکب دوفلزی مس و آلومینیوم

ABSTRACT

The purpose of this article is to study the growth rate of intermetallic compounds at the welded interface of Al/Cu bimetal were produced by compound casting process. The mechanism of the intermetallic compounds (IMCs) formations, the effects of aluminum pouring temperature and copper preheating temperature on the IMCs types and thickness were investigated and Al/Cu interface microstructure, were characterized by optical microscope (OM) and electron probe micro-analyzer (EPMA). Results show that the interface is consist of three main layers, the first Layer (I) is α-Al/Al2Cu eutectic structure, the second layer (II) is Al2Cu and the third layer (III) consists of the several intermetallic compounds such as AlCu, Al3Cu4, Al2Cu3, Al4Cu9. The first layer was formed by Al and Cu dissolving in liquid phase and rapid solidification, then the second layer II was formed by nucleation and growth mechanism at solid/liquid interface and finally the layer III was formed by solid-state phase diffusion. Raising the Al melt pouring temperature and preheating Cu leads to increase of the intermetallic compounds thickness at interface and consequently increases the specific electrical resistance and decreases the Al/Cu bond strength. From experiments, it is proposed that the bond strength is dominated by the thicknesses of layer II and III.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

هدف از این مقاله، بررسی رشد ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک جوش دوفلزی آلومینیوم و مس است که از روش ریخته گری مرکب مذاب آلومینیوم درون لوله مسی جامد تولید می شوند. مکانیزم تشکیل ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک و اثرات دمای بارریزی مذاب آلومینیوم و دمای پیشگرم لوله مسی جامد بر نوع و ضخامت ترکیبات بین فلزی بررسی شد و میکروساختار فصل مشترک Al/Cu بوسیله میکروسکوپ نوری و میکرو آنالیزور پروب الکترونی (EPMA) شناسایی گردید.  نتایج مبین این است که فصل مشترک از سه لایه اصلی شامل لایه I ترکیب یوتکتیک α-Al/Al2Cu ، لایه II ترکیب بین فلزی Al2Cu(θ) و لایه III شامل چندین ترکیب بین فلزی مانند AlCu، Al3Cu4، Al2Cu3 و Al4Cu9 تشکیل شده است. در فصل مشترک ابتدا لایه I با مکانیزم انحلال  مس و آلومینیوم و انجماد سریع، سپس لایه II با مکانیزم نفوذ و جوانه زنی و رشد فاز θ و در انتها لایه III با مکانیزم استحاله حالت جامد بوجود آمده است. افزایش دمای مذاب آلومینیوم و دمای پیشگرم مس منجر به افزایش ضخامت ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک و در نتیجه افزایش مقاومت الکتریکی ویژه و کاهش استحکام پیوند Al/Cu گردید که با توجه به نتایج آزمون تجربی به نظر می رسد استحکام پیوند تحت تاثیر ضخامت لایه های II و III  می باشد.

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