رسالة ماجستير بجامعة بابل تناقش تأثير المعالجة بالاحتكاك والخلط على السباكة الرملية للألمنيوم النقي
نوقشت في كلية هندسة المواد بجامعة بابل رسالة الماجستير للطالب علاء محمد حسين الموسومة (دراسة تأثير المعالجة بالاحتكاك والخلط على السباكة الرملية للألمنيوم النقي وثلاثة سبائك مختلفة الألمنيوم). وبين الباحث ان المعالجة بالاحتكاك والخلط لها إمكانية تحسين الخواص موضعيا لسباكة الألمنيوم النقي وسباكة سبائك الألمنيوم – سليكون حيث تم في هذه الرسالة دراسة تأثير المعالجة بالاحتكاك والخلط على السباكة الرملية الألمنيوم النقي وسباكة ثلاثة سبائك مختلفة من الألمنيوم – سيليكون: I)Al(99.7wt%Al)
II) Hypoeutectic Al-4.2wt%Si Alloy
III) Eutectic Al-12wt%Si Alloy
IV) Hypereutectic Al-15.6wt%Si Alloy
بالإضافة لذلك تم دراسة تأثير عوامل المعالجة المختلفة تحرى في مستوى أساسي, مثل السرعة المستعرضة (393،189, 86 )مليمتر/دقيقة,سرعة دورانية(560,710,900 )دورة/دقيقة على البنية المجهرية والخواص الميكانيكية.
واضاف:أجريت عدة اختبارات ميكانيكية (اختبار الشد ,الصلادة , والصدمة ) وتم قياس درجة الحرارة وتوزيعها بواسطة (كاميرا الأشعة تحت الحمراء) المزودة ببرنامج لتحليل الصورة الحرارية حيث أخذت صور حرارية لنقاط محددة على منطقة المعالجة حيث أظهرت النتائج من خلال تحليل الصورة الحرارية بان درجات الحرارة تزداد بازدياد السرعة الدورانية وتقل بازدياد السرعة المستعرضة كما تم استعمال تحليل صورة توزيعات الحجم الحبيبي لتحديد مستوى تنعيم الجزئية وتجانس توزيع الطور الثاني اذ ان المعالجة بالاحتكاك والخلط سببت تغييرات صغيرة جدا في صلادة المادة ,بينما خواص الشد والصدمة تحسنت كثيرا, كذلك تم أخذ مقاييس الصلادة والصدمة خلال منطقة المعالجة ,وتنفيذ اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة وأيضا تم فحص التغيرات في التركيب الحبيبي, بعد المعالجة بالاحتكاك والخلط لتنعيم البنية المجهرية لسباكة الألمنيوم النقي وسبائك الألمنيوم – سيليكون. واوضح الباحث: لقد لاحظت اختلافات في البنية ألمجهرية في منطقة المعالجة التي مالت أن تكون أفضل نقاء وتوزيع على الجانب المتقدم من الجانب المنسحب.
وخرجت الدراسة بعدد من الاستنتاجات المتمثلة بامكانية التنعيم الكبير للبنية المجهرية لسباكة مسبوكة الألمنيوم –سيليكون الذي يكون اعرض عند السطح والانكماش basin وتطور المقطع العرضي لمنطقة المعالجة إلى هندسة نحو قاعدة منطقة المعالجة وخواص الشد للسبائك الأربعة جدا سيئة ,بعد المعالجة بالاحتكاك والخلط تحسنت بشكل كبير نتيجة إزالة المسامية من البنية المجهرية وتنعيم لجزئيات السيليكون وايضا زدادت خاصية طاقة الامتصاص بشكل كبير جدا بعد المعالجة بالاحتكاك والخلط وزيادة طفيفة في صلادة السبائك بعد المعالجة بالاحتكاك والخلط كذلك توزيع درجة الحرارة بين الجانب المتقدم والجانب المنسحب لمنطقة المعالجة ,وجدت بان درجة الحرارة أعلى على الجانب المتقدم بالاضافة الى انه درجة الحرارة تنخفض عندما تكون السرعة الدورانية منخفضة وزيادة السرعة المستعرضة والتالي تأثير الاداه على المادة منخفض.
وتابع قائلا : ان ابرز التوصيات التي خرجت بها الدراسة للعمل المستقبلي تضمنت عوامل المعالجة التي تتضمن السرعة الدورانية والسرعة الخطية وزاوية ميل الأداة وعمق المعالجة وعوامل حاسمة للحصول على منطقة معالجة خالية من العيوب كذلك تصميم الأداة عامل حاسم ومهم جدا في المعالجة لأنة يقوم بتعديل البنية المجهرية وعلى نحو واسع سلوك المادة ضمن منطقة المعالجة معقد جدا إثناء المعالجة بالاحتكاك والخلط ,لذا اقترح للباحثين دراسة سلوك المادة بشكل أعمق جدا.
وهناك تطبيقات المعالجة بالاحتكاك والخلط منها تطبيقات بشكل عام في الفضاء والدرو ع والصناعات البحرية وبناء السفن وصناعات النقل وصناعات الكهربائية وصناعات البناء والمراوح البحرية وهناك تطبيقات بشكل خاص لسبائك الألمنيوم –سيليكون ). Piston حيث تستعمل سبيكة الألمنيوم – سيليكون في التطبيقات للسيارات لغرض زيادة كفاءة المحرك (البستم).
ونوه الباحث الى ان تقنية المعالجة بالاحتكاك والخلط FSP) )تعد من تقنيات المعالجة الجديدة وهي المعالجة بالاحتكاك والخلط حيث طورت بواسطة العالم (ميشرا ) مستندا على المبادئ الأساسية للحام بالاحتكاك والخلط الذي طور في معهد اللحام في المملكة المتحدة سنة 1991لتطوير خواص السطح للمادة في المناطق المختارة اذ ان هذه الميزات الفريدة للحام بالاحتكاك والخلط استعملت لتطوير هذه التقنية الجديدة معتمدة على مفهوم الاحتكاك وكمية الحرارة المتولدة قليلة وتشوه لدن شامل للمادة وحجم حبيبي ناعم جدا في منطقة المعالجة وإزالة العيوب ومسامية السباكة واتجاهية عشوائية لحدود الحبيبات في منطقة المعالجة وخلط ميكانيكي لطبقات السطح التي تدخل في قطعة مفردة للمادة shoulderمسنن و pin التي تتألف من (toolفي هذه الحالة تدور الاداة لتعديل البنية المجهرية وبالتالي تحسين الخواص كما تستطيع عملية المعالجة بالاحتكاك والخلط تعديل البنية المجهرية وتغير التركيب للمناطق المختارة واستعملت هذه التقنية لصناعة سطح مركب لمادة ذات أساس الألمنيوم, وكذلك تجانس باودر ميتالورجيا لسبائك الألمنيوم, ومواد مركبة ذات أساس معدني, وسباكة سبائك الألمنيوم.
بقلم / عادل الفتلاوي