بررسی و مطالعه تأثیر ماهیت ذرات استحکام دهنده و پارامترهای فرآیند ساخت بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ذره ای بر پایه آلومینیم

Abstract

در این تحقیق خواص و رفتار مکانیکی کامپوزیت‌های ذره ای زمینه فلزی بر پایه آلیاژ یوتکتیکی Si 12%Al- و ذرات تقویت کننده TiC Al2O3 و B4C ساخته شده به روش ریخته‌گری گردابی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. از پارامترهای مورد بررسی می توان به درصد ذرات استحکام دهنده، دمای ریختن مذاب، سرعت و زمان هم زدن مذاب و نوع همزن اشاره نمود. به دلیل سبک بودن و قابلیت اکسیداسیون ذرات بخصوص در مورد TiC و B4C اضافه کردن آنها به واسطه فویل های آلومینیومی انجام گرفته که توزیع بهتری را نشان می‌دهد و شدت اکسیداسیون کمتری حاصل می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که ریخته‌گری مذاب در بازۀ دمایی  C 750-700، سرعت هم زدن در بازۀ 750-700 دور بر دقیقه، استفاده از همزن با پره های توربینی و با زاویه 30 درجه نسبت به محور دوران، افزودن ذرات سرامیکی تقویت کننده با نرخ 2/1-275/0 گرم بر ثانیه و زمان همزدن حداکثر تا 6 دقیقه برای ذرات کاربیدی و حداکثر تا 17 دقیقه برای آلومینا، کامپوزیتی با توزیع یکنواخت تری از ذرات و با خواص مکانیکی بالاتر را داده بدون اینکه مشکلات مربوط به جذب گاز های محیطی و اکسیداسیون را به دنبال داشته باشد. مشاهدات میکروسکوپی و نتایج مربوط به خواص مکانیکی نشان می‌دهد که Al-Al2O3 و در درجه بعد Al-TiC قابلیت تر شوندگی و توزیع بالاتری در مذاب نسبت به Al-B4C دارند به طوری که افزایش تا کمتر از 25% برای آلومینا و کمتر از 18% برای کاربید تیتانیم و زیر 10% کاربید بور توزیع ذرات یکنواخت بوده و خواص مکانیکی افزایش می‌یابد. با وجود این کامپوزیت B4C %10 Al- بالاترین خواص مکانیکی را داده است.