پژوهش نامه ریخته گری
سال:1399 | دوره:4 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

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.

در 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.

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.

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.

شبیه 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. مسیله 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.

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 می شوند. 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.