به‌كارگيري روش تيكسوفورج در شكل‌دهي كامپوزيت پايه آلومينيومي و مطالعه خواص مكانيكي آن

دكتري تخصصي

استفاده از تقويت كننده آمورف فلزي در كامپوزيت هاي زمينه سبك، از اهميت زيادي برخوردار است و مي توان از آن ها، براي برطرف كردن معايب تقويت كننده هاي متداول، استفاده نمود. در تحقيقات انجام شده تا كنون در زمينه ساخت كامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي تقويت شده با ذرات آمورف، از روش ها حالت جامد و مايع استفاده شده است. با توجه به مزاياي زياد روش هاي حالت نيمه جامد براي توليد مواد كامپوزيتي، هم چنين خواص كامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي تقويت شده با ذرات آلياژهاي آمورف، اين روش هاي ساخت كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در تحقيق حاضر به امكان سنجي ساخت كامپوزيت زمينه آلومينيوم با تقويت كننده آمورف به روش تيكسوفورج پودري، و بررسي خواص ساختاري و استحكامي آن، پرداخته شد. به منظور توليد پودر آلومينيوم 520، از بازيافت براده، استفاده گرديد. با تغيير شرايط آسياب كاري، 3 نوع پودر به منظور بهبود اندازه پودر و راندمان بازيافت، توليد شد. نمونه هاي بدون تقويت كننده توليد شده با تيكسوفورج پودري و 3 نوع پودر آلومينيوم، كاملاً متراكم شده، داراي دانسيته بالا، و خواص مكانيكي ارتقاء يافته اي نسبت به حالت ريختگي بودند. در واقع فرآيند توليد موجب ريز شدن ساختار و اصلاح آن شده است. در اين نمونه ها سختي راكول A نسبت به حالت ريختگي (HRA23) به ترتيب، HRA 47، 57 و 61 به دست آمد. هم چنين استحكام تسليم فشاري نسبت به حالت ريختگي (MPa228) 126% ، 228% و 336% افزايش داشت. از آلياژ آمورف پايه نيكل Ni60Nb40 با پايداري حرارتي بالا، 3 نوع پودر به منظور بهبود شرايط فرآيندي و مواد اوليه، توليد و به عنوان تقويت كننده، استفاده شد. نمونه هاي كامپوزيتي متراكم، با درصد تقويت كننده مختلف ساخته شد. نمونه هاي كامپوزيتي با 30 درصد حجمي تقويت كننده، نسبت به حالت ريختگي به ترتيب ( با استفاده از 3 نوع پودر) به سختي راكول A، HRA 48، 62 و 67 رسيدند. هم چنين استحكام تسليم فشاري اين نمونه ها به ترتيب، MPa553، 875، و 1305، نسبت به حالت ريختگي (MPa228) 143% ، 284% و 472% افزايش داشته است. با انجام تست كشش بر نمونه ساخته شده با پودرهاي نوع سوم، كه داراي بهترين اندازه دانه پودر، راندمان توليد بوده، استحكام تسليم MPa1009 به دست آمد. با توجه به نتايج به دست آمده در اين پژوهش، خواص مكانيكي به مراتب بالاتر از خواص گزارش شده در تحقيقات مشابه است. براساس طراحي آزمايشات انجام شده، مدل رياضي براي خواص استحكامي كامپوزيت ها ارائه شد. با تغيير پارامترهاي اصلي (كسر حجمي تقويت كننده، دما و فشار فرآيند) و متغير پاسخ (سختي، استحكام تسليم فشاري و كششي)، مشخص شد، كه پارامتر درصد تقويت كننده و سپس فشار، بيشترين تاثير را بر پاسخ ها داشته است.

193645

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

دكتر محمد صديقي