مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تولید کامپوزیت سطحی آلومینیم 2024 تقویت شده با نانو ذرات کاربید بور توسط فرآوری اصطکاکی اغتشاشی

نویسندگان
1 دانشگاه بوعلی سینا همدان
2 دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران
چکیده
در این پژوهش نانو کامپوزیت آلومینیم 2024 و ذرات کاربید بور با میانگین اندازه 60 نانومتر توسط فرآوری اصطکاکی اغتشاشی تولید و ریزساختار و خواص مکانیکی و خوردگی آن بررسی شد. جهت تعیین شرایط بهینه و حصول نمونه بدون عیب، عملیات اصطکاکی اغتشاشی با سرعت‌های دورانی مختلف در سرعت پیشروی ثابت 25 میلیمتر بر دقیقه روی نمونه‌های بدون پودر انجام شد. بر اساس این بررسی ها نمونه بهینه در سرعت دورانی 850 دور بر دقیقه و پیشروی 25 میلیمتر بر دقیقه به دست آمد. برای بررسی ریز ساختار از میکروسکوپ نوری و الکترونی استفاده شد. نتایج نشان داد که با اضافه کردن ذرات تقویت کننده و تعداد پاس ها میانگین اندازه دانه در ناحیه اغتشاشی کاهش پیدا می کند. همچنین توزیع یکنواختی از ذرات تقویت کننده پس از 4 پاس عملیات به دست آمد. برای بررسی خواص مکانیکی آزمون‌های میکروسختی و سایش انجام شدند. در تطابق با مشاهدات ریزساختاری، بالاترین سختی و مقاومت در برابر سایش در نمونه چهار پاسه مشاهده شد. بهبود در خواص مکانیکی با افزایش تعداد پاس ها به ریزتر شدن ساختار و توزیع همگن ذرات تقویت کننده نسبت داده شد. در مقابل مشاهده شد که در نمونه بدون ذرات تقویت کننده سختی پس از یک پاس عملیات نسبت به سختی اولیه کاهش پیدا کرد. این مساله به انحلال رسوب های موجود در فلز پایه به علت دمای بالای عملیات نسبت داده شدند. همچنین نتایج آزمون الکتروشیمیایی نشان داد که رفتار خوردگی نمونه‌ها با اضافه کردن ذرات تقویت کننده و افزایش تعداد پاس بهبود پیدا می کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Fabrication of Al 2024-boron carbide surface nano composite by friction stir processing

نویسندگان English

saeed ahmadifard 1
Amir Momeni 2
1 Buali Sina University
2 Materials Science and Engineering department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran.
چکیده English

The purpose of this investigation was the fabrication of surface nano composite composed of aluminum 2024 and boron carbide particles with the average size of 60 nm by the friction stir processing (FSP) method. The primary FSP tests showed that the rotating speed of 850 rpm and traverse speed of 25 mm/min are the optimum conditions which results in sound defect free samples. Then, the effect of nano particles addition and number of passes were analyzed in the fabricated samples. Optical and field emission scanning electron microscopy techniques showed that the average grain size in the stirring zone decreases by adding nanoparticles to the matrix and increasing the number of FSP passes. The hardness and the abrasion tests showed that strength and wear resistance of the fabricated samples increases with increase in number of passes. The improvement in the mechanical properties was attributed to the uniform distribution of the reinforcing particle and grain refinement. However, in the FSPed base metal the hardness was decreased due to the dissolution of primary strengthening particles during the FSP process. The result of electrochemical tests indicated that corrosion behavior of the FSPed samples improves by adding the reinforcing particles and increasing the pass number.

کلیدواژه‌ها English

Al2024
Nano composite
Friction stir processing
B4C
Mechanical properties