بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، با استفاده از فرایند آلیاژسازی مکانیکی به مدت 20 ساعت، آلیاژ آلومینیوم 5083 از مخلوط عناصر پودری ساخته شد . سپس با ادامه ی فرایند آسیاب کاری، پودرهای کامپوزیتی آلیاژ آلومینیوم 5083 با 1/25و 2/5 درصد وزنی ذرات تقویت کننده ی نانومتری کاربید بور تولید شدند. یکپارچهسازی پودرها با انجام پرس سرد و به دنبال آن اکستروژن گرم در دمای 500 درجه سانتیگراد صورت پذیرفت. بررسی نمونهها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، ساختار همگن ذرات پودری پس از فرایند آلیاژسازی مکانیکی و توزیع یکنواخت ذرات کاربید بور در زمینهی آلیاژ آلومینیوم 5083 را نشان داد.
استحکام کششی نمونههای آلیاژ آلومینیوم 5083 پس از اکستروژن حدود 360 مگاپاسکال ،استحکام فشاری 512 مگاپاسکال و سختی آن 176 ویکرز اندازهگیری شد.دربین نمونههای کامپوزیتی حاصل از اکستروژن گرم، نمونه ی کامپوزیتی حاوی %1/25 وزنی کاربید بور، بالاترین استحکام کششی 324 - مگاپاسکال - و استحکام فشاری 687 - مگاپاسکال - را نشان داد . به نظر می رسد میکرو ترک هایی حین عملیات اکستروژن در نمونه های کامپوزیتی ایجاد شد که موجب افت استحکام کششی کامپوزیت نسبت به آلیاژ گردید. مقدار سختی آلیاژ زمینه با افزودن %1/25 وزنی ذرات کاربید بور ، از 176 ویکرز به 193/3 ویکرز رسیده است که معادل 9 درصد میباشد.
کلمات کلیدی: آلیاژسازی مکانیکی ،آلیاژ آلومینیوم 5083، کامپوزیت، اکستروژن گرم.
مقدمه
آلیاژهای آلومینیوم منیزیم در بین آلیاژهای غیرقابل عملیات حرارتی، گستره ی وسیعی از استحکام، شکلپذیری خوب و مقاومت زیاد به خوردگی دارند. یکی از پرکاربردترین آلیاژهای سری 5000 ، آلیاژ آلومینیوم 5083 می باشد. دارای ویژگیهایی از جمله قیمت پایین، استحکام نسبتاً مناسب، مقاومت به خستگی خوب، مقاومت زیاد در برابر خوردگی، شکل پذیری خوب و جوش پذیری قابل قبول می باشد. متالورژی پودر یکی از روشهای مؤثر در تولید کامپوزیتهای زمینه فلزی به شمار میرود و دلیل آن امکان استفاده نامحدود از مقدار و اندازه ذرات تقویت کننده و توزیع بهتر ذرات تقویت کننده در فاز زمینه می باشد.
اساس تولید کامپوزیت ها به روش متالورژی پودر شامل مخلوط کردن پودر فلز و ذرات سرامیکی، گاز زدایی، فشرده سازی و یکپارچه کردن 2 آنها از طریق عملیات شکل دهی ثانویه می باشد. مقایسهی بین خواص مکانیکی کامپوزیت های پایه آلومینیوم حاصل از پودرهای در حد میکرون و پودرهای اندازه ی نانو، بهبود چشمگیر خواص مکانیکی در قطعات به دست آمده از پودرهای با اندازه نانو را نشان داده است.
کوروویلا اثر تقویت کننده های مختلف را روی استحکام کامپوزیت با زمینه آلومینیوم خالص بررسی کرده است که از میان تقویت کننده های SiC، TiC، B4C،TiB2، ذرات سرامیکی TiC بیشترین افزایش در استحکام را موجب شدهاند.
فوگاگنولو کامپوزیت پایه آلومینیوم 6061 تقویت شده با ذرات AlN آلیاژسازی مکانیکی شده را تولید و مورد بررسی قرار داده است. فرایند ساخت شامل آلیاژسازی مکانیکی بدون اتمسفر خنثی، پرس سرد تک محوری و اکستروژن گرم با نسبت 1:25 میباشد. میزان سختی با افزایش زمان آسیاب و کاهش اندازه ذرات، افزایش یافته و کامپوزیت حاوی %5 وزنی AlN استحکام نهایی بالاتری را نسبت به %15 وزنی AlN نشان دادهاند.
ایشان در تحقیق دیگری نیز کامپوزیت پایه آلومینیوم 6061 تقویت شده با ذرات Si3N4 آلیاژسازی مکانیکی شده را تولید کرده است که فرایند ساخت علاوه بر آلیاژسازی مکانیکی شامل پرس سرد و اکستروژن د ر دمای 500˚C بوده است که افزایش قابل ملاحظه استحکام در اثر آلیاژسازی مکانیکی را گزارش کرده است.
پودرهای مصرفی
پودرهای فلزی به صورت عنصری و با ترکیبی مطابق با آلیاژ آلومینیوم 5083 به عنوان زمینه و پودر سرامیکی کاربید بور به عنوان تقویت کننده،تهیه شده و مورد استفاده قرار گرفتند. پودرهای فوق به مقدار 150 گرم با ترکیبی مطابق با جدول 1 مخلوط گردید.به منظور حصول خواص مکانیکی بهتر از ذرات تقویت کننده ی کاربید بور در ابعاد نانومتری استفاده گردید.
