تقييم البنية المجهرية والخواص الميكانيكية لسبائك الألمنيوم xxx6المصنعة بالثبق المباشر من خلال نمذجة العمليات الترموديناميكية ومحاكاتها

Abstract

لʸلʝʳ : ُعُّʙ ت الʽʻʰة الʺʳهȄʛة مʧ أهʦ العʨامل الʺʕثʛة في الʨʵاص الʺȞʽانʽȞʽة الʻهائʽة لʰʶائʥ الألʺʨʽʻم، حʘʽ جȐʛ تʻفʚʽ الʺʴاكاة الʺȄʛʰʵة لعʺلʽة الʖʸ ǼالʙȄʛʰʱ الʺʰاشʛ لعʻʽات مʧ سʰائʥ الألʺʨʽʻم 6xxx ،ومʧ ثʦ جȐʛ إخʹاع العʻʽات الʺȃʨʰʸة للʺعالʳة Ǽالʺʳانʶة Ǽالʧʽʵʶʱ إلى الʙرجة °C580 والإǼقاء لʺʙة 6h لʦʱʽ Ǽعʙ ذلʥ تʙȄʛʰها مʧ خلال أنʺاȋ ووسائȌ تʙȄʛʰ مʱʵلفة وفȘ مʛحلة واحʙة (Ǽالʺاء - وȃالʗȄʜ (ووفȘ مʛحلʧʽʱ) Ǽالهʨاء حʱى الʙرجة °C250 ومʧ ثʦ Ǽالʺاء حʱى درجة حʛارة الغʛفة)، لʦʱʽ Ǽعʙ ذلʥ تلʙيʧ حالات خاصة مʧ هʚه العʻʽات Ǽالʧʽʵʶʱ للʺʳال الʛʴارȑ °C500-450 وȂخʹاعها للانʹغاȋ ʴǼʺʨلة قʙرها 5ton.0 Ǽاسʙʵʱام جهاز الاخʰʱا ارت العامة ʛʶǼعة انʹغاȋ min/10mm ،وتʦ إخʹاع هʚه العʻʽات للʺعالʳة الʛʴارȄة ǼالʱعȘʽʱ الاصʻʢاعي Ǽعʙ عʺلʽة الʺعالʳة Ǽالʺʳانʶة وذلʥ Ǽالʧʽʵʶʱ إلى الʙرجة °C200 والإǼقاء لʺʙة 2h و 4h و6h وتʛؗʗ لʛʰʱد إلى درجة حʛارة الغʛفة بʙون أȑ وسȌʽ تʙȄʛʰ . وتʦ تʙʴيʙ الʛʱؗʖʽ الؔʽʺʽائي للعʻʽات Ǽاسʙʵʱام مʽʢاف الؔʱلة والȑʚ أʣهʛ وجʨد تفاوت بʰʶʻة العʻاصʛ الإضافʽة Ȑʛوج، 1.9%Si, 1.1%Si,1.6%Si لاثةʲال اتʻʽالع في نʨؔلʽʶال ةʰʶن ʗكان ʙفق) Si, Mg, Fe, Cu) ةʽʶʽئʛال تʴلʽل الʽʻʰة الʺʳهȄʛة للعʻʽات الʺȃʨʰʸة ومقارنة الʱغʛʽات الʴاصلة بها بʳʽʱʻة عʺلʽات الʺʳانʶة والʱعȘʽʱ الاصʻʢاعي Ǽاسʙʵʱام الʺʳهʛ الʹʨئي والʺʳهʛ SEM مع مʽʢافʽة ʙ الʙʰʱي الʢاقي للأشعة الʽʻʽʶة EDS لʴالات ّ مʙʴدة مʧ العʻʽات. وتʦ تʙʴيʙ الأʨʡار الʺʨȞنة لʽʻʰة العʻʽة الʺȄʨʱʴة علىSi%9.1 مʧ خلال تʴلʽل ʽʡف إنعʛاج الأشعة الʽʻʽʶة XRD Ǽاسʙʵʱام بʛنامج Score High PERT-X وذلʥ في حالة الʖʸ وؗʚلʥ مقارنة الʱغʛʽات الʱي ت أʛʢ علʽها بʳʽʱʻة الʧʽʵʶʱ لʙرجات الʛʴارة (°C580℃,450℃,200 ،(ومع تʙʴيʙ تغʛʽ الأʨʡار الʺʨȞنة لʽʻʰة العʻʽة بʳʽʱʻة إخʹاعها للʺعالʳة الʛʴارȄة Ǽالʺʳانʶة مع الʙȄʛʰʱ Ǽأنʺاȋ مʱʵلفة، مع تʙʴيʙ الʱغʛʽات الʱي ت أʛʢ على بʽʻها عʙʻ تʻʽʵʶها إلى الʙرجة °C450 للʱلʙيʧ قʰل الʽȞʷʱل وȂلى الʙرجة °C200 للʺعالʳة الʛʴارȄة ǼالʱعȘʽʱ الاصʻʢاعي. ومʧ خلال د ارسة الʺʻʴʻي الʛʴارȑ للعʻʽات ʴǼالة الʖʸ وحʶاب تغʛʽ الانʱالʰي للʨʴʱلات الʻاشʛة للʛʴارة والʨʴʱلات الʺاصة للʛʴارة مʧ خلال تʽʳʶله عʙʻ الʧʽʵʶʱ مʧ الʙرجة °C25 إلى°C850 Ǽʺعʙل min℃/20 Ǽاسʙʵʱام تقʽʻة (TGA-DSC(SDT الʱي تȌȃʛ بʧʽ الʴʱلʽل الʛʴارȑ الʨزني والʴʱلʽل الʛʴارȑ الʺاسح الʱفاضلي، كʺا جȐʛ تʙʴيʙ درجة حʛارة بʙء الʨʴʱل إلى الʨʢر الʺʸهʨر والʱي تفاوتʗ ضʺʧ الʺʳال °C662℃-657 .وؗʚلʥ تʺʗ د ارسة الʺʻʴʻي الʛʴارȑ للعʻʽات Ǽعʙ إخʹاعها للʺعالʳة الʛʴارȄة Ǽالʺʳانʶة مع الʙȄʛʰʱ Ǽأنʺاȋ تʙȄʛʰ مʱʵلفة Ǽاسʙʵʱام جهاز الʺاسح الʛʴارȑ الʱفاضلي DSC وذلʥ لʴالʱي الʧʽʵʶʱ Ǽʺعʙل min℃/10 والʙȄʛʰʱ Ǽʺعʙل min℃/5 للعʻʽات ʴǼالة الʖʸ ولʴالات الʺʳانʶة مع الʙȄʛʰʱ وفȘ مʛحلة واحʙة Ǽالʺاء والʺʳانʶة مع الʙȄʛʰʱ وفȘ مʛحلة واحʙة ǼالʗȄʜ والʺʳانʶة مع الʙȄʛʰʱ وفȘ مʛحلʧʽʱ Ǽالهʨاء ثʦ Ǽالʺاء. ؗʺا جȐʛ حʶاب تغʛʽات الانʱالʰي للʨʴʱلات الʻاشʛة للʛʴارة والʨʴʱلات الʺاصة للʛʴارة. وجȐʛ الȌȃʛ بʧʽ الʺʽʻʴʻات الʛʴارȄة وسلʶلة تȞʷل الأʨʡار (الʛʱسʖʽ (لʰʶائʥ 6XXX 29 مع ملاحʤة تȞʷل أʨʡار جʙيʙة (عʺلʽات تʛسʖʽ (ضʺʧ مʳال درجات الʛʴارة الʺʨʱسʢة للعʻʽات الʺʛʰدة Ǽالʺاء على مʻʴʻي الʧʽʵʶʱ للʴالة الʺȄʨʱʴة على أعلى نʖʶ مʧ الإضافات الʰʶائؔʽة إضافة إلى عʺلʽات تفؔʥ لʰعʠ الأʨʡار في مʳال درجات الʛʴارة الʺʛتفعة. كʺا لʨحȎ وجʨد تفؔʥ لʰعʠ الأʨʡار في مʳال واسع (مʧ درجات الʛʴارة الʺʵʻفʹة إلى الʺʛتفعة) على مʻʴʻي الʧʽʵʶʱ للعʻʽة الʵاضعة للʙȄʛʰʱ وفȘ مʛحلة واحʙة ǼالʗȄʜʺؗ .ا لʨحȎ تفؔʥ للأʨʡار في ثلاثة مʳالات مʧ درجات الʛʴارة على مʻʴʻي الʧʽʵʶʱ) الأقل مʧ℃ 200 والʺʨʱسȌ والأعلى مʧ℃ 450 (للعʻʽة الʵاضعة للʙȄʛʰʱ وفȘ مʛحلʧʽʱ Ǽالهʨاء ثʦ Ǽالʺاء. وعʙʻ تʻفʚʽ اخʰʱار الانʹغاȋ Ǽعʙ الʱلʙيʧ إلى الʙرجة °C450 لʨحȎ أن الʴالة الʺʛʰدة وفȘ مʛحلة واحʙة ǼالʗȄʜ مʧ العʻʽة الʺȄʨʱʴة على Si%9.1 هي الʱي تʢʱلʖ قʨة تʽȞʷل أقل Ǽالʺقارنة مع الʴالة الʺʛʰدة وفȘ مʛحلʧʽʱ Ǽالهʨاء ثʦ Ǽالʺاء، وȄلʜم للʴالة الʺʛʰدة وفȘ مʛحلة واحʙة Ǽالʺاء Ǽعʙ الʺʳانʶة قʨة تʽȞʷل أعلى عʙʻ نفʝ قȐʨ الʹغȌ الʺʰʢقة. وتʦ تʙʴيʙ الʨʵاص الʺȞʽانʽȞʽة للʴالات الʺʙروسة مʧ خلال قʽاس القʶاوة الʺʛȞʽوȄة( لفʛȞʽز) للعʻʽات في جʺʽع الʴالات ضʺʧ مʻاȘʡ العʻʽة الʲلاثة (الʢʶح والʨسȌ والʺʛؗʜ ،(وؗʚلʥ جȐʛ تʙʴيʙ أعلى إجهاد شʙ للعʻʽات في حالات مʙʴدة مʧ خلال مʻʴʻي الإجهاد-الانفعال للعʻʽات في حالة الʖʸ فؔانʗ القʦʽ مʧ 166MPa-155 وؗʺا د الʱغʛʽ الʴاصل على هʚه الʨʵاص بʳʽʱʻة عʺلʱʽي الʺعالʳة الʛʴارȄة Ǽالʺʳانʶة والʱعȘʽʱ الاصʻʢاعي حʘʽُ رس تأثʛت الʺʽʢلʽة بʳʽʱʻة الʺعالʳة Ǽالʺʳانʶة مع ارتفاع قʦʽ الʺʱانة إلى الʺʳال 200MPa-185 و قʙ ارتفعʗ قʦʽ الʺʱانة إلى أعلى مʧ 200MPa وتʗʻʶʴ الʺʽʢلʽة بʳʽʱʻة الʺعالʳة الʛʴارȄة ǼالʱعȘʽʱ الاصʻʢاعي. وتʦ إجʛاء مʴاكاة لعʺلʽة تʸلʖ الʺعʙن الʺʸهʨر خلال تʸلʖ العʻʽات بʳʽʱʻة عʺلʽة الʖʸ Ǽاسʙʵʱام بʛنامج حʘʽ د مʻʴʻي حالة الأʨʡار ( Si, Mg2Si, Al FCC (الȑʚ ُ Matcalc لʨصف تʨزع العʻاصʛ والʺʚاǼات، رس يȌȃʛ بʧʽ درجة الʛʴارة والʰʶʻة الʳʴʺʽة للأʨʡار ومقارنʱه مع الʺʽʻʴʻات الʛʴارȄة الʺʳʶلة بʱقʽʻة SDT والʱي ُ جʙʽا رسʗ ً تʨافقا ، ً أʣهʛت ود العلاقة بʧʽ الأʨʡار الʸلʰة و الʨʢر الʺʸهʨر خلال عʺلʽة الʸʱلʖ Ǽاسʙʵʱام معادلة Gulliver-Scheil للأʨʡار ذات الʻʰاء الʺʨنʨؗلȞʽʻي والʨʢر الʽʶلʨȞʽني والعʻاقʙʽ الʺʛʱʷؗة الʺʛȞʰة مʧ Si-Mg ،و ُرس تغʛʽ الؔʲافة و كʚلʥ د الʰʶʻة الʳʴʺʽة للʛواسʖ) Si-Mg, Si (خلال عʺلʽة الʺʳانʶة و الʱعȘʽʱ الاصʻʢاعي وذلʥ Ǽاسʙʵʱام الʵʶʻة الʺʳانʽة لʛʰنامج 6-Matcalc ،وتʺʗ مقارنة نʱائج الʻʺʚجة والʺʴاكاة الʴاسʽȃʨة مع الʱʻائج الʱي تʦ الʨʸʴل علʽها مʧ الاخʰʱا ارت الʽʰȄʛʳʱة.