آلياژهاي ريختگي آلومينيم:

آلومينيم از متنوعترين فلز در ميان فلزات ريختگي متداول است به طوريكه كه حدود 20% از محصولات ريختگي در دنيا به اين فلز اختصاص دارد. به عنوان مثال، در آمريكا اين رقم به 15% در انگليس و آلمان غربي 23% در ژاپن 27% در فرانسه 29% و در ايتاليا به 27% بالغ ميگردد. اين اختلافها عمدتاً به خاطر مصرف بيشتر قطعات ريختگي آلومينيم براي كاربردهاي حمل و نقل در اروپا و ژاپن در مقايسه با آمريكا ميباشد.

متداولترين فرآيندهاي مورد استفاده در ريختهگري آلومينيم و آلياژهاي آن عبارت از ريختهگري در ماسه، ريختهگري در قالبهاي دائمي تحت نيروي ثقل و ريختهگري تحت فشار ميباشد. در فرآيند ريختهگري در قالبهاي ماسهاي، فلز مذاب تحت نيروي وزن خود قالب را پز ميكند، در حالي كه در قالبهاي دائمي، قالب ممكن است هم در اثر نيروي وزن مذاب پر ميشود و يا با استفاده از فشار كم هوا يا گاز ديگر، مذاب به داخل راهگاه و قالب تغذيه گردد. در ريختهگري تحت فشار آلومينيم مذاب تحت فشار بالا بوسيله يك پيستون هيدروليكي به داخل قالب فولادي تغذيه ميگردد. مقطع نظر از سبك بودن مزاياي ويژه آلياژهاي آلومينيم براي ريختهگري شامل دماي گداز نسبتاً پايين، انحلال بسيار كم و قابل گذشت گازها به جز هيدروژن، و سطح تميز و خوب قطعات توليد ميباشد. همچنين اغلب آلياژهاي آلومينيم، انقباض نسبتاً بالاي اين آلياژها در ضمن انجماد ميباشد. (معمولاض 5/8 – 5/3%) براي جلوگيري از بروز مسائل ناشي از انقباض از قبيل دقت ابعادي، تركهاي گرم، تنشهاي باقيمانده و مكهاي انقباضي، بايستي دقت و توجه لازم در طراحي قالب و سيستمهاي راهگاهي و تغذيه به عمل آيد.

مشابه آلياژهاي كارپذير آلومينيوم بعضي از آلياژهاي ريختگي آلومينيوم نيز قابل عمليات حرارتي ميباشد. قابل ذكر است كه قطعات توليد شده به طريقة ريختهگري تحت فشار معمولاً تحت عمليات محلولي قرار نميگيرد. زيرا انبساط هواي باقيمانده در قطعات توليد شده به طريقه ريختهگري تحت فشار معمولاً تحت عمليات محلولي قرار نميگيرد. زيرا انبساط هواي باقيمانده در قطعه در ضمن فرآيند ريختهگري ممكن است منجر به ايجاد تاولهايي در قطعه ريختهگري گردد. به علاوه امكان اعوجاج قطعه در اثر آزاد شدن تنشهاي باقيمانده نيز وجود دارد.

به طور معمول كليه خواص مكانيكي قطعات ريختگي ( به جز خرش) نسبت به محصولات كارپذير آلياژهاي آلومينيوم پستتر بوده و همچنين تغييرات اين خواص در داخل يك قطعه معين در مورد محصولات ريختگي خيلي بيشتر است.

طبق روش معمول براي اندازهگيري خواص كششي قطعات ريختگي، نمونههاي مجزا بصورت ميله ريختهگري شده مورد استفاده قرار ميگيرد، لذا بايستي اين نكته مد نظر قرار گيرد كه نتايج بدست آمده فقط به عنوان يك راهنما تلقي گردد. خواص واقعي حتي يك قطعه ساده ريختگي ممكن است 25-20% كمتر از مقادير به دست آمده از آزمايش روي نمونههاي ميلهاي شكل باشد.

براي حصول اطمينان بيشتر در به دست آوردن سطح معيني از خواص مكانيكي در قطعات ريختگي واقعي، مفهوم كيفيت تضميني در مورد قطعات ريختگي تعريف شده است كه معرف يك پيشرفت عمده در صنعت ريختهگري ميباشد. مشخصات چنين قطعات ريختگي ايجاب ميكند كه حداقل سطح خواص مكانيكي تضمين شده در هر يك از قسمتهاي خواص مكانيكي كه در گذشته است. نيافتني به نظر ميرسيد. با كنترل دقيق عواملي از قبيل شرايط ذوب در ريختهگري سطح ناخالصي، اندازه دانه و در مورد قطعات ريخته شده در ماسه استفاده از مبرد فلزي كه باعث افزايش سرعت انجماد ميشود، قابل حصول است.

به خاطر دماي گداز پايين و سهولت جابجايي، آلومينيم – سيلسيم مهمترين آلياژهايي ريختگي آلومينيم محسوب ميشوند. اين امر عمدتاً به خاطر سياليت بالاي اين آلياژ در اثر وجود حجم نسبتاً زياد يوتكتيك Al-Si ميباشد. ساير مزاياي اين آلياژها مقاومت به خوردگي بالا و قابليت جوشكاري خوب را ميتوان نام برد، بعلاوه حضور فاز سيستم در آلياژ باعث كاهش انقباض در حين انجماد و ضريب انبساط حرارتي محصول ريختگي ميگردد، وليكن وجود ذرات سخت و ريز سيلسيم در ساختار منجر به بروز مشكل ماشينكاري در اين آلياژ ميشود. آلياژهاي تجاري در دسترس از اين خانواده عمدتاً هيپيريوتكتيك بوده و آلياژهاي با تركيب هيپويوتكتيك نيز متداولند. يوتكتيك در اين سيستم متشكل از محلول جامد سيليكون در آلومينيوم و سيليكون خالص A-Si بعنوان فاز ثانويه ميباشد. تركيب يوتكتيك يك موضوع مورد بحث بوده ولي عموماً نزديك به AL-12/7% Si گزارش شده است.