دراسة تأثير إضافة دقائق كل من الالومينا (Al2O3) والزركونيا (ZrO2) على بعض الخواص الميكانيكية لمتراكبات ذات أساس من سبيكة (Al-Si-Mg)

Abstract

يتنـاول البحـث دراسـة تأثيـر إضافـة نوعيـن مـن المـواد السيراميكيـة في الخواص الميكـانيكيـة لسبيكـة Al - Si - Mg)) وهمـا دقائق الالومينا بحجـم حبيبـي يتراوح بيـن (≥0.1μm 20μm>P.S) ودقائق الزركونيا بحجم حبيبي يتراوح بيـن (20µm>P.S≥0.1µm) وإضافتها إلى السبيكة بنسب وزنية (0.2 ,0.4 ,0.6 ,0.8and 1%). وتمت بطريقة السباكة بالمزج في تصنيع المادة المتراكبة باستخدام تقنية الدوامة والتي تعمل على سحب الدقائق إلى داخل المنصهر المعدني وتوزيعها خلاله بشكل متجانس. وتم بعد ذلك إجراء المعاملة المحلولية للعينات عند درجة حرارة 520˚C)) والتعتيق الاصطناعي عند درجة حرارة 170˚C)) في فترات مختلفة. حيث لوحظ أن قيم الصلادة للسبيكة الأساس تزداد مع مدة التعتيق لتصل إلى أعلى قيمة لها عند مدة 8hr)). تم إجراء الفحوصات الميكانيكية للسبيكة الأساس والمادة المتراكبة المنتجة والمتمثلة بفحص الشد والصلادة والبلى عند قيم الصلادة العظمى للنماذج المعاملة حرارياُ. حيث وجد ان قيم الصلادة تزداد مع زيادة النسب المضافة ولغاية (1%). وان الزيادة الحاصلة في قيم الصلادة للسبيكة المقواة بدقائق الالومينا اكبر من قيم الصلادة المقواة بدقائق الزركونيا. أما نتائج فحص الشد فقد بينت ان مقاومة الشد والخضوع للمادة المتراكبة أعلى مما هي عليه في السبيكة الأساس وتزداد هذه القيم مع زيادة النسب الوزنية للدقائق المضافة والى حد 0.6%)) ثم تسلك سلوكاً مغايراً لكنها تبقى محافظة على قيم أعلى مما هي عليه في السبيكة الأساس , في حين تنخفض قيم المطيلية مقارنة مع السبيكة الأساس ويزداد انخفاضها مع زيادة النسب الوزنية للدقائق المضافة. وان الزيادة الحاصلة في قيم مقاومة الشد ومقاومة الخضوع للسبيكة المقواة بدقائق الالومينا اكبر من تلك المقواة بدقائق الزركونيا. في حين أن قيم المطيلية للسبيكة المقواة بدقائق الزركونيا اكبر من المقواة بدقائق الالومينا. كما أدى إضافة دقائق الزركونيا والالومينا إلى تقليل معدل البلى للسبيكة الأساس مع تغير الحمل المسلط , وان النقصان يزداد مع زيادة النسب المضافة. وان النقصان الحاصل في قيم معدل البلى للسبيكة المقواة بدقائق الالومينا اكبر من المقواة بدقائق الزركونيا.أثبتت نتائج فحص الأشعة السينية ظهور الطور الثانوي AlFeSi)) في كل من السبيكة الأساس والمادة المتراكبة بينما أدت المعاملة الحرارية إلى ظهور الأطوارMg2Al )) و Mg2Si)) في البنية المجهرية للسبيكة الأساس والتي أدت إلـى تحسن واضح فـي الخواص الميكانيكيـة, فضلاً عن ظهور الدقائق السيراميكية في البنية المجهرية للمادة المتراكبة والتي كانت بشكل حبيبات ناعمة ومتجانسة نوعاٌ ما مقارنةُ بكبر الحبيبات في البنية المجهرية للسبيكة الاساس.