۱۸۴۹۵پ
per
بررسی تجربی تاثیر درصد بارگذاری بالای تقویت کننده ( (>۴۰ بر خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیتAl۲O۳ - Al۷۰۷۵ساخته شده به روش شکل‌دهی نیمه‌جامد پودری
/سعید آقاجانی قاضی‌جهانی
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۶
، افشاری
چاپی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک ساخت و تولید
۱۳۹۶/۰۶/۱۵
تبریز
آلیاژهای آلومینوم تقویتشده با آلومینا به خاطر ویژگی‌صهایی همچون سبک بودن، استحکام و مقاومت سایشی بالا، چقرمگی بالا و پایداری حرارتی بالای آلومینا به صورت گسترده در صنایع ساختاری و کاربردهای حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد .کاربرد کامپوزیت‌صهای پایه آلومینیومی در قطعات خودرو از قبیل پیستون، بوش سیلندر، ترمز دیسکی، میل‌صلنگ و غیره که در معرض سایش هستند نیز مستلزم مطالعه رفتار سایشی این مواد و بهبود آن‌ص می‌صباشد .حال آنکه مطالعات محدودی در رابطه با بارگذاری بالای تقویت کننده‌ها روی کامپوزیتهای پایه فلزی انجام شده است .در این تحقیق، با استفاده از فرآیند نیمه جامد پودری کامپوزیت زمینه آلومینومی Al۷۰۷۵ با درصد بارگذاری بالای ذرات تقویت کنندهAl۲O۳ (۵۰ ، ۴۰و ۶۰درصد حجمی (تحت فشارهای متفاوت و در یک دمای بهینه مورد بررسی قرار گرفته است .برای این منظور ابتدا آلیاژ عنصری آلومینیوم ۷۰۷۵ (۲۰ میکرون (با اضافه کردن درصدی عناصر تشکیل‌صدهنده به محلول التراسونیک و آلیاژسازی مکانیکی در آسیاب مکانیکی تهیه شد .آلیاژ پودری آلومینیوم ۷۰۷۵ در دماهای نیمه‌صجامد مختلف(۵۷۵ ،۵۸۵ ،۵۹۵ ،۶۰۵ ، ۶۱۵ و ۶۲۵) C تحت فشار ۲۰ مگاپاسکال فشرده شد .با بررسی خواص مکانیکی، دمای نیمه‌صجامد بهینه (C ۶۱۵) برای ساخت این آلیاژ انتخاب گردید .پودر Al۲O۳ به عنوان فاز تقویتی با متوسط اندازه ۱۲۰ میکرون مورد استفاده قرار گرفت .آسیاب سیاره‌صای پر انرژی برای توزیع ذرات آلومینا در فاز زمینه در مدت زمان‌صهای ۱۰ دقیقه و ۵ ساعت استفاده شد .کامپوزیت‌صهای Al۷۰۷۵/Al۲O۳ پس از فشرده‌صسازی سرد، در دمای نیمه جامد بهینه تحت فشارهای مختلف (۵۰ و ۱۰۰ مگاپاسکال (ساخته شدند .رفتار سایشی کامپوزیت‌صهای ساخته شده با استفاده از روش پین روی دیسک مورد مطالعه قرار گرفت .تاثیر هر یک از پارامترهای مستقل فرآیند همچون فشار، درصد تقویت‌صکننده و مدت زمان بال‌صمیل روی مورفولوژی پودر، میکروساختار، دانسیته، سختی و مقاومت سایشی مورد بررسی قرار گرفت .نیروی اعمالی و مسافت لغزشی به عنوان متغیرهای فرآیند سایشی در چهار سطح در نظر گرفته شدند .کامپوزیت‌ص ۴۰ درصد حجمی Al۲O۳ آسیاب شده به مدت ۵ ساعت که در فشار ۱۰۰ مگاپاسکال فشرده شده بیش‌صترین سختی ( HV۲/۱۹۸) و دانسیته نسبی ( ۹۱ /۹۶) از خود نشان دادند .کمترین نرخ سایش۳mm۳/m - (۱۰ ۰۸/۰) نیز مربوط به کامپوزیت‌ص تقویت‌صشده با ۵۰ درصد حجمی Al۲O۳ و آسیاب شده به مدت ۱۰ دقیقه که در فشار ۱۰۰ مگاپاسکال فشرده شده می‌صباشد .نتایج بدست آمده نشان‌صدهنده وجود حد بارگذاری تقویت‌صکننده Al۲O۳ بر زمینه آلومینیوم ۷۰۷۵ می‌صباشند که برای کامپوزیت‌صهای بال‌صمیل شده ۵ ساعتی ۵۰ درصد حجمی و برای بال‌صمیل شده ۱۰ دقیقه‌صای ۶۰ درصد حجمی می‌صباشد .مقاومت سایشی کامپوزیت‌صها با افزایش درصد حجمی تقویت‌صکننده تا قبل از رسیدن به مقدار بحرانی افزایش می‌صیابد .همچنین نرخ سایش تمام نمونه‌صها با تغییر نیرو و مسافت طی شده به ترتیب از ۱۰ تا ۴۰ نیوتن و از ۱ تا ۴ کیلومتر افزایش می‌صیابد .بررسی‌صهای میکروساختاری نشان دادند که سایش خراشان مکانیزم غالب در سایش کامپوزیت‌صهای تقویت شده با درصدهای حجمی پایین‌صتر از حد بارگذاری می‌صباشد .در حالی که این مکانیزم در بارصگذاری‌صهای بالاتر از حد، به سایش چسبنده و لایه لایه شده تبدیل می‌صشود .نتایج بدست آمده ارزش بسیاری در توسعه کامپوزیت‌صهای زمینه آلومینومی دارند
In order to meet the increasing demand for efficient technology for fabricating high strength composites with superior wear resistance, high loading reinforcement of alumina (Al2O3) was applied to Al7075 by semisolid powder processing (SPP). So this study copes with the processing, microstructure, wear and mechanical properties of high volume Al2O3 reinforced Al7075 elemental matrix composites. The process constituted three steps of elemental powder preparation, uniform distribution and blending, cold and semisolid compaction. Components of Elemental 7075 Al powder were incrementally added to the ethanol solution in the ultrasonic bath. Al2O3 particles with an average size of 120m were mechanically alloyed with elemental Al7075 powder for 10 min and 5h. For determining the best temperature for the experiment, samples of Al7075 compacted in different semisolid temperature for 45min under the constant pressure of 20 MPa. Optimized temperature of 615C is chosen for the highest density and compressive strength for the matrix alloy. Mechanically alloyed composites were then cold compacted under 10 MPa for 5 min and then compacted at optimized semisolid temperature (615 C) under different pressures (50 and 100 MPa). The microstructure of the processed forged composites was observed by scanning electron microscope, and their hardness, density and wear resistance were evaluated. Results show that increasing the compaction pressure causes a significant improvement in microstructure, hardness, density and reinforcement loading limits. Pin-on-disk apparatus is used to assess the wear performance of composites
آقاجانی قاضی‌جهانی،سعید
پویافر،وحید، استاد راهنما
مصطفی پور،امیر، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
