مدلسازی فیزیکی سرعت انجماد قطعات آلومینیومی آلیاژ AS5U3G از طریق آنالیز حرارتی

سرعت سرد شدن به عنوان یک پارامتر مهم در انجماد قطعات ریختگی همواره مورد توجه بوده است. سرعت های انجمادی مختلف باعث تغییر ریز ساختار اندازه دانه مورفولوژی سیلیسیم یوتکتیک فاصله بین بازوهای دندریتی (DAS) و به طور کلی خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم می گردد. از آنجائی که آلیاژ AS5U3G (معادل 319 استاندارد AA) به عنوان یک آلیاژ ریختگی کاربرد زیادی در ساخت قطعات آلومینیومی بخصوص در صنایع خودروسازی دارد لذا در این مقاله تاثیر سرعتهای انجمادی مختلف روی این آلیاژ از طریق آنالیز حرارتی بررسی شده است. جهت حصول سرعتهای مختلف انجماد هفت قابل مختلف دو قالب ماسه ای Co2 با ضخامت های گوناگون دو قالب از جنس فولاد گرمکار H13 بدون پوشش و با پوشش سه قالب فولادی جداره نازک بدون پوشش با پوشش کم و با پوشش مناسب مورد استفاده قرار گرفت در هر قالب از طریق شیب منحنی محاسبه گردید. همچنین مقاطع متناظر از طریق بررسی ریز ساختاری و متالوگرافی کمی مورد مطالعه قرار گرفت در هر یک از شرایط انجمادی منحنی سرد شدن آلیاژ با استفاده از دستگاه آنالیز حرارتی رسم شد و سرعت سرد شدن در هر قالب از طریق شیب منحنی محاسبه گردید. همچنین مقاطع متناظر از طریق بررسی ریزساختاری و متالوگرافی کمی مورد مطالعه قرار گرفت و DAS در هر یک از شرایط انجمادی تعیین و این بر اساس رابطه ریاضی سرعت سرد شدن آلیاژ بر حسب DAS ارائه گردید. با اسفاده از این معادله و دیاگرام کاربردی تغییر فاصله دندریتی بر حسب سرعت سرد شدن آن می توان بااندازه گیری DAS سرعت سرد شدن را برای هر مقطع از قطعات آلومینیومی آلیاژ AS5U3G تعیین نمود. این امر بخصوص برای قطعات با شکلهای هندسی پیچیده که امکان تعبیه ترموکوپل در قالب وجود ندارد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همچنین مقایسه این رابطه با روابط محققین دیگر نشان می دهد که تغییر سیستم آلیاژی و ترکیب شیمیایی در چگونگی ارتباط پارمترهای فاصله بازوهای ثانویه دندریتی و سرعت سرد شدن موثر است.