Effect of Heat Treatment on Wear Behavior of ZA – 27 Alloy

طورت في أواخر الستينيات مجموعة جديدة من خلائط Z n – Al المناسبة للسباكة , و هي الخلائط ZA - 8 و ZA - 12 و ZA – 27 إِذ تمثل الأرقام النسبة المئوية التقريبية للألمنيوم الموجود في الخليطة، وتنافس هذه الخلائط حديد الصب وخلائط النحاس وخلائط الألمنيوم، و تتميز الخليطة ZA‐ 27 بأنها الخليطة الأعلى متانة الأقل كثافة من باقي خلائط ZA و تتمتع بخواص فيزيائية و ميكانيكية جيدة (المتانة الجيدة، قابلية الصب الجيدة، سهولة التشغيل، خواص اهتراء جيدة و مقاومة تآكل مرتفعة). هدف هذا البحث إلى دراسة تأثير المعالجة الحرارية في بعض الخصائص الميكانيكية وانعكاسها على تحسين خواص الاهتراء لخليطة ZA‐ 27 . طبَقت المعالجة الحرارية من النوعT4 على الخليطة ZA‐ 27 و ذلك بالتسخين إلى درجة حرارة 370 و الإبقاء مدة 3 أو 5 ساعات و من ثم التغطيس في الماء، وبعد ذلك التعتيق الطبيعي في الهواء مدة 30 يومًا. أُجري اختبار الاهتراء الجاف على عينات من الخليطة ZA‐ 27 بعد السباكة دون أي معالجة و كذلك على عينات بعد تطبيق المعالجة الحرارية. فحصت البنية المجهرية لخليطة بعد الصب و بنيتها المجهرية بعد المعالجة الحرارية , فحصت البنية المجهرية للخليطة بعد الصب و بنيتها المجهرية بعد المعالجة الحرارية , و درس تأثير البنية المجهرية في سلوك الاهتراء. وجد أن قساوة الشد للعينات المعالجة حراريًا و متانتها تنخفض، في حين تزداد الاستطالة النسبية؛ و ذلك مقارنة بالخلائط بعد الصب، و لوحظ أن معدل انخفاض القساوة ثابت مع زيادة زمن المعالجة الانحلالية ويساوي تقريبًا ٪ 34.7 ، في حين وجد أنه بزيادة زمن المعالجة الانحلالية تنخفض المتانة و تزداد الاستطالة النسبية. بينت أيضًا الدراسة أن العينات المعالجة حراريًا تحقق تحسنًا كبيرًا بخواص الاهتراء مقارنة بالعينات بعد السباكة دون معالجة حرارية.

A new group of Z n - Al alloys suitable for casting was developed in the late sixties, These alloys are ZA - 8 , ZA - 12 and ZA – 27, where the numbers represent the approximate percentage of aluminum in the alloy. These alloys compete with cast iron and copper alloys and aluminum alloys. ZA – 27 alloy is characterized by the biggest strength and lowest density alloy from the rest of ZA alloys. It has good physical and mechanical properties (good strength, good cast ability, ease of machining, good wear properties and high corrosion resistance). This research is aimed to study the effect of heat treatment on mechanical properties as well as to improve the wear properties of ZA-27alloy. Heat treatment of type T4 was applied on ZA-27 alloy (This treatment was done by heating the alloy to a temperature equal to 370 oC for a period of 3 or 5 hours and then immersion in water followed by natural aging for 30 days). Wear testing has been made by using dry sliding test of pin samples on the disk - ZA – 27 alloy after casting without any treatment and wear tests were performed on heat treated ZA – 27 alloy samples. The microstructure of the alloy after casting and after heat treatment was examined and the effect of the microstructure on the wear behavior was studied. The hardness and tensile strength of heat treated samples were reduced while elongation was increased compared with alloy after casting. The rate of decrease of hardness was equal to 34.7 %, which is consistent with solutionizing period. On the contrary, the increase in the solutionizing period decreases strength and increases elongation. The study shows also that the heat treated samples have achieved a significant improvement on wear properties compared to the samples after casting without heat treatment