تاثير پارامترهاي فرآيند FSP و نوع ذرات تقويت كننده بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت سطحي توليد شده از يك ورق آلياژ Al-Mg

كارشناسي ارشد

چكيده: امروزه مواد مركب بر پايه ي آلياژهاي آلومينيم كاربردهاي متعددي در صنايعي چون هوافضا و خودروسازي پيدا كرده اند. در تحقيق حاضر براي توليد ماده مركب هيبريدي دو نوع ذرات از جنس هاي آلومينا و آلياژBNi-2 (Ni-7Cr-3.12B-4.5Si-3Fe) به طور هم زمان مورد استفاده قرار گرفت. به منظور وارد كردن ذرات فوق به داخل زمينه ي ماده ي مركب، ابتدا شياري به عمق mm 2 و عرض mm 2 در سطح يك ورق از آلياژ AlMg6 با ضخامت mm 5 ايجاد شده و سپس مخلوط پودر هاي آلومينا و BNi-2 با نسبت-هاي مشخص درون شيار قرار گرفته و با استفاده از روش ذوب ليزري، مخلوط ذرات و زمينه ذوب و مخلوط شدند. در مرحله ي بعد، ساختار ايجاد شده كه شامل يك زمينه و ذرات تعبيه شده در آن بود توسط مراحل مختلف فرآيند همزدن اصطكاكي به ماده ي مركب نهايي تبديل شد. ماده مركب توليد شده با استفاده از روش هاي ميكروسكوپ الكتروني، سختي سنجي و آزمايش خمش و شكست نگاري مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج بدست آمده، با افزايش تعداد مراحل از فرآيند همزدن اصطكاكي از 1 به 5 مرحله، ميزان خردايش و پخش شدن ذرات تقويت كننده افزايش مي يابد. با اين حال، هر چه كسر حجمي آلومينا در مخلوط ذرات تقويت كننده بيشتر باشد احتمال خوشه اي شدن ذرات BNi-2 افزايش مي¬يابد. حرارت ايجاد شده بر اثر ليزركاري ابتدايي باعث واكنش بين آلومينيم و نيكل مي شود. استفاده از مخلوط ذرات آلومينا و BNi-2 موجب افزايش سختي از 94 ويكرز در آلياژ Al-Mg به حداكثر 151 ويكرز در نمونه ي با 75 درصد حجمي آلومينا و 25 درصد حجمي BNi-2 بعد از 5 مرحله از اجراي فرآيند همزدن اصطكاكي مي شود. همچنين استحكام خمشي افزايشي حدوداً دو برابري داشت و از 3800 نيوتن در آلياژ Al-Mg به 7500 نيوتن در نمونه ي با 50 درصد حجمي آلومينا و BNi-2 ارتقاء يافت. افزايش تعداد مراحل فرآيند همزدن اصطكاكي در نمونه هاي حاوي فقط آلومينا باعث شبه ترد شدن سطح شكست شد. نمونه هاي حاوي فقط BNi-2 هميشه شكستي نرم از خود نشان مي دهند.

194837

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين ثقفيان

شكل دادن فلزات و مواد

دكتر حسين عربي - دكتر بهمن ميرزاخاني