بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این پژوهش تولید کامپوزیت سطحی Al-TiB2 به وسیله فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بوده است. جهت تامین ذرات استحکام دهنده TiB2، پودر نانو کامپوزیتی TiB2-Al تولید شده به وسیله آلیاژسازی مکانیکی می باشد. مخلوط پودرهای عنصری تیتانیوم، بور و آلومینیوم به منظور حصول پودر نانو کامپوزیتی TiB2-10wt.%Al تحت آلیاژسازی مکانیکی قرار گرفت. فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برروی زیرلایه آلومینیوم آلیاژی 6061 بدون حضور ذرات تقویت کننده و با استفاده از پودر نانو کامپوزیتی TiB2-Al اعمال شد.
بررسی های ریز ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM انجام گرفت. جهت بررسی مقادیر سختی از آزمون ریز سختی سنجی ویکرز و جهت بررسی رفتار سایشی از آزمون سایش پین برروی دیسک استفاده شد. یافته های آزمایشی نشان داد که اعمال فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برروی زیر لایه منجر به افزایش میزان سختی تا حدود 20 درصد و بهبود رفتار سایشی شد. در صورتی که اعمال ذرات پودر نانو کامپوزیتی TiB2-Al به وسیله FSP منجر به افزایش مقادیر سختی تا دو برابر و بهبود کاهش وزن پین تحت سایش تا بیش از دو برابر شد.
مقدمه
کامپوزیت های زمینه فلزی نسبتا گران هستند و به علت اعمال سرامیک های تقویت کننده غیر قابل تغییر شکل، متحمل کاهش قابل توجهی در داکتیلیته و چقرمگی می شوند. این محدودیت ها کاربرد گسترده آنها را محدود می سازد. در بسیاری از کاربردها، عمر مفید اجزا وابسته به خواص سطحی مانند مقاومت سایشی می باشد. در چنین شرایطی می توان لایه سطحی را با استفاده از فازهای سرامیکی تقویت کرد در حالی که حجم اصلی قطعه با ترکیب و ساختار اصلی خود با چقرمگی بالا باقی مانده و ماده کاربردهای دیگری نیز پیدا کند.
فرآیند اصطکاکی اغتشاشی1 تکنیکی جدید است که می توان از آن برای کامپوزیت سازی سطحی و تولید ساختار ریز دانه و همگن استفاده کرد. این فرآیند بر اساس جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی2 بنا نهاده شده، در حالت جامد انجام می شود و مشکلات مربوط به کامپوزیت سازی ذوبی را ندارد. کامپوزیت حاصل شده به وسیله FSP ترکیبی از ذرات سرامیکی و دانه های ریز زمینه می باشد - شکل . - 1-3 - - 1در تولید کامپوزیت های زمینه آلومینیومی فرایندهای های تولید درجا به طور گسترده ای توسعه یافته اند.
دراین روش ها ذرات تقویت کننده در حین فرآیند تولید و به وسیله واکنش شیمیایی بین اجزا تشکیل می شوند. ذرات حاصل از نظر ترمودینامیکی در زمینه پایدارتر هستند که این منجر به جلوگیری از تجزیه شدن آن ها در دماهای بالا می شود. آلیاژسازی مکانیکی به عنوان یک فرآیند پودری حالت جامد برای تولید درجای کامپوزیت های زمینه فلزی مورد توجه قرار گرفته است. مزیت این روش در برابر روش های تولید به صورت درجای دیگر قابلیت تولید کامپوزیت های نانو ساختار با یکنواختی بالا می باشد - 4و. - 5
کامپوزیت های زمینه آلومینیومی استحکام یافته با ذرات TiB2 تولید شده به صورت درجا به علت توزیع مناسب، اتصال مناسب با زمینه و فصل مشترک بدون عیب گزینه مناسبی جهت افزایش مقاومت سایشی آلومینیوم می باشند. صفحات شبکه کریستالی زمینه آلومینیوم موازی با صفحات شبکه TiB2 پس از اعمال این ذرات درون زمینه به صورت درجا می باشند - . - 6 هدف از این پژوهش تولید لایه کامپوزیتی Al-TiB2 به وسیله FSP با استفاده از ذرات پودر نانو کامپوزیتی TiB2-10wt.%Al تولید شده به وسیله آلیاژسازی بوده است.
