بخشی از مقاله
چکیده
فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به دلیل داشتن بازدهی انرژی بالا، سادگی روش تولید و سازگاری با محیطزیست، اخیراً مورد توجه بسیاری از پژوهشگران برای تولید کامپوزیتهای پایه آلومینیومی ذرهای قرارگرفته شده است. در این تحقیق با توجه به ویژگیهای گفتهشده، برای ساخت کامپوزیتهای پایه آلومینیومی تقویتشده با ذرات، فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به کار گرفته شد. فلز پایه از جنس آلومینیوم آلیاژی سری 8026 بوده و ذرات آلومینا با متوسط اندازههای70 نانومتر و 5 میکرومتر، به عنوان ذرات تقویتکننده انتخاب گردیدند. ریز ساختار نمونههای کامپوزیتی از طریق میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسیها نشان میدهد که ذرات تقویتکننده آلومینا به طور یکنواخت در فلز پایه توزیعشده و ریز ساختار همگنی بدست آمد. تست میکرو سختیسنجی و تست سایش پین روی دیسک بر روی نمونههای کامپوزیتی انجام گرفت. سختی کامپوزیت تقویتشده با ذرات نانو آلومینا به 127 سختیویکرز رسیده که حدود 1/1 برابر بیشتر از کامپوزیت تقویتشده با ذرات میکرو آلومینا میباشد؛ اما کاهش وزن کامپوزیت تقویتشده با ذرات نانو آلومینا طی مسافت 1000 متر مسیر لغزش، 6/5 میلیگرم بدست آمده که حدود 1/8 برابر نسبت به کامپوزیت تقویتشده با ذرات میکرو آلومینا بیشتر بوده است.
مقدمه
آلیاژ آلومینیوم سری 2 و 7 را به عنوان آلومینیومهای غیر قابل جوشکاری میشناسند، به خاطر ساختار میکروسکوپی ضعیف و خلل-وفرجهای که در منطقه جوش باقی میماند. بعضی از آلومینیومها قابلیت جوشکاری دارند ولی در عوض با اکسیدهای سطحی، مشکل بزرگی دارند که بر طرف کردن آنها گران میباشد. مجموعه این عوامل باعث شده است که در سال 1991 توسط انستیتو جوشکاری1 روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی2 ابداع شود. امروز جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی کاربرد بسیار گستردهای در صنایع هوافضا و حملونقل برای اتصال آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم پیدا کرده است. از مزایای مهم این روش، نداشتن سرباره، گازهای زیانآور و جوشکاری در حالت جامد بوده که سبب جلوگیری از بروز عیوب جوشکاری از جمله حفره میشود - کاوالیر3، نوبیل4، پانلا5، اسکیولاس6، . - 2006 فرآیند اصطکاکی اغتشاشی7 که در سال 2003 میلادی ابداعشده روشی است که بر اصول جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استوار است - میشرا8، ما9، چاریت10، - 2003؛ اما در فرآیند مذکور که در شکل - 1 - نشان داده شده است، دو ورق فلز به هم جوش نمیخورند بلکه خواص سطح و درون ورق آلومینیومی به وسیله پودرهای تقویتکننده مخلوط شده و پس از گذشت زمان و خنک شدن تولید کامپوزیت میکند که دارای سختی و مقاومت به سایش بسیار خوبی میباشد و همچنین باعث اصلاح ریز ساختار فلز پایه در کامپوزیت تولیدی میگردد - ظهور، بشارتی، سالمی، . - 2012
شکل -1 تصویر شماتیک فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برای ساخت کامپوزیت پایه آلومینیومی - میشرا و همکاران، . - 2003
در واقع فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به صورت پیوسته چندین عمل برای تولید کامپوزیتهای پایه فلزی انجام میدهد: الف- گرمای تولیدی پایین
