In recent years, semi-solid metal p

In recent years, semi-solid metal processing (SSMP) of commercial alloys and metal–matrix composites has received considerable interest in manufacturing of near-net-shape products, particularly in automotive industries. The SSMP technique takes the advantage of thixotropic behavior of partially solidified alloys, i.e., becoming fluid when stirred or shaken, and setting back to solid state again when allowed to stand still [1]. A range of reviews are available on SSMP describing its significant advantages over conventional casting routes such as enhanced die life, lower shrinkage and reduced porosity. In addition, lower forming pressure, higher deformation homogeneity and enhanced mechanical properties in the components are some advantages of SSMP over conventional forming routes [2] and [3]. The two major routes of SSMP are the ‘rheo-casting’ and ‘thixoforming’ [3]. However, in both the processes, the key step is to obtain a feedstock material with nearly globular microstructure [4]. Amongst the important routes for obtaining non-dendritic feedstock for SSMP processes the Cooling slope (CS) casting process is a simple rheocasting process which has minimal equipment requirements [5] and [6]. It is emerging as a viable route for generation of feedstock material in both alloys and metal matrix composites with desirable characteristics for further thixoforming [7].

Al–Si–Mg based cast alloys have been used widely for thixoforming processes. Amongst them A356 and A357 are the most common alloys used to obtain near-net shape products because of good casting characteristics, weldability and corrosion resistance [8]. Amongst the thixoforming processes available, forging has considerable potential for severe plastic deformation and improvement in mechanical properties [9]. The investigations by Tahamtan et al. [10] and [11] showed significant improvement in tensile properties of thixoforged A356 alloy compared to that of rheocast and gravity-cast samples. Recently, in-situ reinforced aluminum based metal matrix composites (AMMCs) are emerging as one of the most promising alternatives for eliminating the inherent defects associated with ex-situ reinforced AMMCs. It has been reported that Al based composites reinforced with TiB2 particles have clean interfaces, and moreover TiB2 particles refine the size of eutectic Si by restricting its growth and thereby enhancing the mechanical properties significantly [12], [13] and [14]. In addition, metal forming in the mushy state zone has gained importance for manufacturing of AMMCs [15].

The solution treatment followed by ageing plays a key role in improving the mechanical properties and durability of metallic components [16]. The strengthening mechanisms in the Al–Si–Mg alloy system has been attributed to the precipitation of phases from a supersaturated solid solution (SSS) elucidated by different techniques such as XRD and TEM reported elsewhere [17]. The precipitation sequence and reactions in Al–Si–Mg alloy can be described by Eq. (1) as follows:

equation(1)
SSS→GP−Ispherical→GP−II(β″)needle→(β′)rod→β(Mg2Si)platelet
Turn MathJax on

The decomposition process begins with the formation of two types of Guinier Preston (GP) zones. One of them is coherent and spherical, called GP-I zone or pre-clusters, with no internal order. As ageing proceeds, the GP-I zones become ordered and acquire an acicular or needle shape. At this stage, they are called GP-II zones or β″. Prolonged ageing results in the transformation of coherent β″ needles into semi-coherent β′ rods. In the later stages, it loses coherency and the equilibrium β (Mg2Si) phase is formed. The age hardening behavior of A356 alloy subjected to thixoforming have been investigated by various researchers, reporting the enhancement in tensile properties after T6 treatment [18] and [19]. The principal strengthening mechanisms operative in case of Al matrix composites is through the dislocations punched out at reinforcement–matrix interfaces to relax the residual stresses owing to the mismatch between the coefficients of thermal expansion (CTE) of Al matrix and reinforcement [20] and [21]. The interest in the age hardening behavior of Al based composites arises from its accelerated kinetics of ageing when compared to that of the unreinforced alloy due to the much greater dislocation density in the former material as reported in the literature [22]. Roy et al. [23] have reported that lattice defects such as dislocations and voids can be generated during plastic deformation of metallic materials, resulting in greater tensile properties. Earlier, Mandal et al. [12] have investigated the effect of TiB2 particles on ageing response of Al–Cu alloy. They found that a continuous increase in the yield strength and ultimate tensile strength without any significant loss in ductility with increase in the amount of TiB2 in both as-cast and peakaged conditions. In addition, TiB2 particles enhance the ageing kinetics. Some earlier works in our research group on ageing studies of A356 alloy dispersed with TiB2 particles indicated that the ageing time comes down from 12 h in the base alloy to 4 h in the composite [14]. Recently, Siddhalingeshwar et al. [15] have studied the effect of mushy state rolling on the ageing kinetics of in-situ Al–4.5Cu–5TiB2 composite and found that peak aging times of mushy state rolled composites reduced significantly compared to that of as-cast alloy.
An extensive review of the literature suggests that very limited information is available on ageing behavior of Al alloy based composites subjected to thixoforming. Although some work exist on the ageing behavior of as-cast Al–Si, Al–Cu alloys reinforced with TiB2 particles, reports on the age hardening behavior of A356–TiB2 composite subjected to thixoforming is still lacking. Therefore, an attempt is being made to study the age hardening behavior of thixoformed A356–5TiB2 composite.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในปีที่ผ่านมา กึ่งของแข็งโลหะการประมวลผล (SSMP) โลหะผสมเชิงพาณิชย์และวัสดุผสมโลหะ – เมทริกซ์ได้รับสนใจมากในการผลิตของผลิตภัณฑ์ใกล้สุทธิรูป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์ เทคนิค SSMP จะเอาเปรียบแต่พฤติกรรมของโลหะบางส่วนหล่อ เช่น เป็น ของเหลวเมื่อกวน หรือ เขย่า และการกลับสถานะของแข็งอีกครั้งเมื่อได้รับอนุญาตให้ยืนนิ่ง [1] ช่วงเห็นมี SSMP ที่อธิบายข้อดีของสำคัญกว่ากระบวนการหล่อแบบดั้งเดิมเช่นชีวิตตายเพิ่ม ลดการหดตัว และลดลง porosity นอกจากนี้ ล่างเป็นความดัน homogeneity แมพสูง และคุณสมบัติทางกลเพิ่มขึ้นในคอมโพเนนต์ได้ข้อได้เปรียบของ SSMP ผ่านเส้นทางขึ้นรูปทั่วไป [2] และ [3] สองเส้นทางหลักของ SSMP คือ 'rheo-หล่อ' และ 'thixoforming' [3] อย่างไรก็ตาม ในทั้งกระบวนการ ขั้นตอนสำคัญได้รับวัสดุวัตถุดิบที่ มีต่อโครงสร้างจุลภาคเกือบ globular [4] ท่ามกลางเส้นทางสำคัญสำหรับการได้รับวัตถุดิบไม่ใช่ dendritic สำหรับกระบวนการ SSMP ในกระบวนการทำความเย็นลาด (CS) เป็นกระบวนการอย่าง rheocasting ซึ่งมีความต้องการอุปกรณ์ที่น้อยที่สุด [5] [6] มันจะเกิดขึ้นเป็นกระบวนการทำงานสำหรับการสร้างวัตถุดิบวัสดุในโลหะผสมและโลหะเมทริกซ์คอมโพสิต มีลักษณะเหมาะสำหรับ thixoforming เพิ่มเติม [7]อัล – Si – มิลลิกรัมใช้หล่อโลหะผสมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับกระบวนการ thixoforming หมู่พวกเขา A356 และ A357 เป็นโลหะมากที่สุดที่ใช้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์รูปร่างใกล้สุทธิ มีลักษณะดีหล่อ weldability และกัดกร่อนต้านทาน [8] หมู่ thixoforming กระบวนการพร้อมใช้งาน ตีให้มีศักยภาพมากสำหรับแมพพลาสติกรุนแรงและปรับปรุงในคุณสมบัติทางกล [9] ตรวจสอบโดย Tahamtan et al. [10] [11] แสดงให้เห็นว่าปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในสมบัติแรงดึงของโลหะผสม A356 thixoforged เปรียบเทียบกับ rheocast และแรงโน้มถ่วง-หล่อตัวอย่าง เมื่อเร็ว ๆ นี้ ในซิเสริมอลูมิเนียมคอมโพสิตเมตริกซ์ตามโลหะ (AMMCs) เกิดขึ้นใหม่เป็นหนึ่งในทางเลือกว่าการขจัดข้อบกพร่องแต่กำเนิดที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์อดีตเสริม AMMCs มีรายงานว่า อัลโดยใช้คอมโพสิตเสริม TiB2 อนุภาคมีอินเทอร์เฟซที่สะอาด และนอกจากนี้ อนุภาค TiB2 ปรับแต่งขนาดของ eutectic Si โดยการจำกัดการเจริญเติบโต และเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลอย่างมาก [12], [13] [14] และ นอกจากนี้ โลหะขึ้นรูปในโซน mushy รัฐได้รับความสำคัญสำหรับการผลิตของ AMMCs [15]รักษาโซลูชันตามริ้วรอยมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและความทนทานของชิ้นส่วนโลหะ [16] มีการบันทึกกลไกที่เข้มแข็งในระบบโลหะผสม Al – Si – มิลลิกรัมฝนระยะจากโซลูชันทึบ supersaturated (SSS) elucidated โดยเทคนิคต่าง ๆ เช่น XRD และยการรายงานอื่น ๆ [17] ฝนลำดับและปฏิกิริยาในโลหะผสม Al – Si – มิลลิกรัมสามารถอธิบาย โดย Eq. (1) ดังนี้:equation(1)SSS→GP−Ispherical→GP−II (β″) needle→ (β′) rod→β (Mg2Si) เกล็ดเลือดเปิด MathJaxกระบวนการแยกส่วนประกอบเริ่มต้น ด้วยการก่อตัวของสองชนิดของโซน Guinier เปรสตัน (GP) หนึ่งในนั้น เป็น coherent ทรง กลม เรียก GP-ฉันโซนหรือคลัสเตอร์ก่อน มีใบสั่งภายในไม่ เป็นอายุดำเนิน GP-ฉันโซนเป็นสั่ง และได้รับการ acicular หรือเข็มรูปร่าง ในขั้นตอนนี้ พวกเขาจะเรียกว่าโซน GP II หรือβ″ ผลดีเป็นเวลานานในการเปลี่ยนแปลงของ coherent β″เข็มเป็น coherent กึ่งβ′ก้าน ในขั้นตอนต่อไป สูญเสีย coherency และเฟสβ (Mg2Si) สมดุลจะเกิดขึ้น มีการตรวจสอบอายุลักษณะการทำงานของการ thixoforming ของโลหะผสม A356 ที่เข้มงวดกว่า โดยนักวิจัยต่าง ๆ รายงานการเพิ่มประสิทธิภาพในคุณสมบัติแรงดึงหลังจากรักษา T6 [18] และ [19] เป็นกลไกเข้มแข็งหลักวิธีปฏิบัติตนภายในกรณีอัลเมทริกซ์คอมโพสิตผ่าน dislocations ที่เจาะรูออกที่อินเทอร์เฟซเสริม – เมทริกซ์เพื่อผ่อนคลายความตึงเครียดตกค้างเนื่องจากไม่ตรงกันระหว่างสัมประสิทธิ์ขยายตัว (CTE) อัลเมทริกซ์ และการเสริมแรง [20] [21] สนใจในยุคที่เข้มงวดกว่าการทำงานของอัลคอมโพสิตโดยเกิดจากจลนพลศาสตร์รวดเร็วของการสูงอายุเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสม unreinforced เนื่องจากความหนาแน่นเคลื่อนที่ยิ่งใหญ่ในอดีตวัสดุในวรรณคดี [22] รอยเอ็ด al. [23] มีรายงานว่า โครงตาข่ายประกอบข้อบกพร่องเช่น dislocations และสามารถสร้างขึ้นระหว่างแมพพลาสติกวัสดุโลหะ voids ในคุณสมบัติแรงดึงมากขึ้น ก่อนหน้านี้ Mandal et al. [12] ได้ตรวจสอบผลของอนุภาค TiB2 อายุของโลหะผสม Al-Cu พวกเขาพบว่าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในความแข็งแรงผลผลิตและความต้านแรงดึงสูงสุดโดยไม่สูญเสียใด ๆ ในเกิดความเหนียวโดยมีเพิ่มจำนวน TiB2 สภาพเป็นเหล็กและ peakaged นอกจากนี้ อนุภาค TiB2 เพิ่มจลนพลศาสตร์ชุ่ม ก่อนหน้านี้บางคนทำงานในกลุ่มวิจัยของเราอายุการศึกษาโลหะผสม A356 ที่กระจายกับ TiB2 อนุภาคระบุว่า เวลาดีลงมาจาก h 12 ในโลหะผสมพื้นฐานให้ h 4 ในคอมโพสิต [14] ล่าสุด Siddhalingeshwar et al. [15] ได้ศึกษาผลของสถานะ mushy กลิ้งบนจลนพลศาสตร์ชุ่มของในซิอัล – 4.5Cu – 5TiB2 คอมโพสิต และพบที่ peak เวลาอายุของรัฐ mushy สะสมคอมโพสิตลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับล้อแม็กเป็นเหล็กการตรวจทานอย่างละเอียดของเอกสารประกอบการแนะนำว่า ข้อมูลที่จำกัดมากเกี่ยวกับอายุลักษณะการทำงานของอัลอัลลอยด์ที่ใช้คอมโพสิตภายใต้ thixoforming แม้ว่าบางงานอยู่เริ่มทำงานดีเป็นหล่อ Al-Si โลหะผสม Al – Cu เสริม ด้วยอนุภาค TiB2 รายงานอายุยังขาดลักษณะแข็งของ A356 – TiB2 การ thixoforming ดังนั้น ความพยายามที่มีการทำการศึกษาอายุการทำงานของคอมโพสิต thixoformed A356 – 5TiB2 เข้มงวดกว่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ใน ปี ล่าสุด กระบวนการโลหะกึ่งแข็ง ( ssmp ) ของโลหะผสมและโลหะเมทริกซ์เชิงพาณิชย์ซึ่งได้รับความสนใจมากในการผลิตของผลิตภัณฑ์รูปร่างใกล้สุทธิโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ เทคนิค ssmp ใช้ประโยชน์จากพฤติกรรมทิกโซทรอปปิกบางส่วนหล่อโลหะผสม เช่น กลายเป็นของเหลว เมื่อคนหรือเขย่าและการตั้งค่ากลับสู่สภาพแข็งอีกครั้งเมื่อได้รับอนุญาตให้ยืนนิ่งๆ [ 1 ] ช่วงของความคิดเห็นที่มีอยู่ใน ssmp อธิบายข้อดีที่สำคัญกว่าปกติ เช่น ปรับปรุงเส้นทางหล่อตายชีวิต , การหดตัวลดลง และลดความพรุน นอกจากนี้ ล่างสร้างความดันสูงกว่าการรวมตัว และปรับปรุงสมบัติเชิงกลในส่วนประกอบที่เป็นข้อดีของ ssmp มากกว่าปกติเป็นเส้นทาง [ 2 ] และ [ 3 ] ทั้งสองเส้นทางหลักของ ssmp เป็น rheo หล่อ ' ' และ ' thixoforming ' [ 3 ] อย่างไรก็ตาม ทั้งในกระบวนการ ขั้นตอนที่สำคัญคือ เพื่อให้ได้วัตถุดิบวัสดุที่มีโครงสร้างเกือบเป็นรูปทรงกลม [ 4 ]ท่ามกลางเส้นทางสำคัญสำหรับการได้รับบนเดนไดรติก วัตถุดิบสำหรับกระบวนการหล่อเย็น ssmp ลาด ( CS ) กระบวนการหล่อเป็นง่าย rheocasting กระบวนการซึ่งมีความต้องการน้อยและอุปกรณ์ [ 5 ] [ 6 ] มันเป็นเส้นทางที่เกิดขึ้นใหม่ได้สร้างวัสดุวัตถุดิบทั้งในโลหะผสมและโลหะเมทริกซ์คอมโพสิตที่มีคุณลักษณะเพิ่มเติม thixoforming

[ 7 ]อัล - ชิ - มก. ตามหล่อโลหะผสม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อ thixoforming กระบวนการ พวกเขาจะพบบ่อยที่สุด และ a357 A356 โลหะผสมที่ใช้เพื่อให้ได้ใกล้ผลิตภัณฑ์รูปร่างสุทธิเพราะลักษณะหล่อดี weldability และต้านทานการกัดกร่อน [ 8 ] ท่ามกลาง thixoforming กระบวนการที่มีอยู่ปลอมมีศักยภาพมากสำหรับรุนแรงพลาสติกเสียรูปและการปรับปรุงสมบัติเชิงกล [ 9 ] การตรวจสอบโดย tahamtan et al . [ 10 ] และ [ 11 ] มีการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในสมบัติความต้านทานแรงดึงของ thixoforged A356 เจือเมื่อเทียบกับที่ของ rheocast และตัวอย่างหล่อแรงโน้มถ่วง เมื่อเร็วๆ นี้อลูมิเนียมคอมโพสิตเสริมควบคู่ตามโลหะเมทริกซ์ ( ammcs ) เกิดขึ้นใหม่เป็นหนึ่งในทางเลือกที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการขจัดข้อบกพร่องที่แท้จริงที่เกี่ยวข้องกับ ex situ เสริม ammcs . มันได้รับรายงานว่าอัลคอมโพสิตเสริมแรงด้วยอนุภาคจาก tib2 มีอินเตอร์เฟซที่สะอาดและนอกจากนี้อนุภาค tib2 ปรับแต่งขนาดของเทคติกชี โดย จำกัด การเจริญเติบโตของ และเพื่อเพิ่มสมบัติทางกลทาง [ 12 ] , [ 13 ] และ [ 14 ] นอกจากนี้ การขึ้นรูปโลหะในเขตของรัฐอ่อนได้รับความสำคัญสำหรับการผลิตของ ammcs

[ 15 ]โซลูชั่นการรักษาตามผู้สูงอายุมีบทบาทในการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและความทนทานของชิ้นส่วนโลหะ [ 16 ] การเสริมสร้างกลไกใน Al –ศรี–มก. ผสมระบบได้รับเกิดจากการตกตะกอนของระยะจาก supersaturated ของแข็งโซลูชั่น ( SSS ) อธิบายโดยเทคนิคต่าง ๆ เช่น วิเคราะห์แบบรายงานและที่อื่น ๆ [ 17 ]ด้วยลำดับและปฏิกิริยาใน Al –ศรี–มก. ผสมสามารถอธิบายโดย อีคิว ( 1 ) ดังนี้ ( 1 )


สมการ SSS → keyboard - key - name GP −− 2 ispherical → keyboard - key - name GP ( β″ ) เข็ม→ keyboard - key - name ( β′ ) ร็อด→β ( mg2si ) เกล็ดเลือด


เปิด mathjax ในกระบวนการการเริ่มต้นด้วย การก่อตัวของทั้งสองประเภทของ guinier เพรสตัน ( GP ) โซน หนึ่งในนั้นคือติดต่อกัน และทรงกลม เรียกว่า gp-i ก่อนกลุ่มโซน หรือ ไม่ ภายใน สั่งซื้อสินค้าเป็นเงินแก่ โซน gp-i กลายเป็นสั่งเข็มหรือเข็มและได้รับเป็นรูปร่าง ในขั้นตอนนี้พวกเขาจะเรียกว่าโซน gp-ii หรือβ″ . นานอายุผลในแปลงติดต่อกันβ″เข็มในกึ่งติดต่อกันβ′แท่ง ในขั้นตอนภายหลัง เสียสมดุล รับสั่งและบีตา ( mg2si ) ขั้นตอนนี้จะเกิดขึ้นอายุพฤติกรรมการแข็งตัวของโลหะผสม A356 ภายใต้ thixoforming ได้รับการศึกษาโดยนักวิจัยต่างๆ รายงานการเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาสมบัติแรงดึงหลัง T6 [ 18 ] และ [ 19 ]หลักการเสริมสร้างกลไกปฏิบัติการในกรณีของอัลเมทริกซ์คอมโพสิต ทะลุหลุดไปต่อยที่เสริม–เมทริกซ์ interfaces เพื่อผ่อนคลายความเครียดตกค้างเนื่องจากการไม่ตรงกันระหว่างสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ( ETC ) ของอัล เมทริกซ์ และเสริม [ 20 ] และ [ 21 ]ความสนใจในพฤติกรรมของ อัล ตามอายุการเกิดของคอมโพสิตแบบเร่งของริ้วรอยเมื่อเทียบกับที่ของโลหะผสมและเนื่องจากการเคลื่อนที่ความหนาแน่นมากขึ้นในวัสดุเดิมตามที่รายงานในวรรณคดี [ 22 ] รอย et al .