بخشی از مقاله
چکیده
دراین تحقیق، اثر نسبت ترکیبی پودرهای ZrO2/Graphite برریزساختار، سختی و خواص سایشی کامپوزیت هیبریدی سطحی ایجاد شده برروی آلیاژ آلومینیوم توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی بررسی شد. پودر گرافیت ضریب اصطکاک بین سطوح سایشی را کاهش می دهد و مشاهده گردید که با کاهش نسبت ترکیبی پودر زیرکونیا و افزایش نسبت ماده ی روانکار گرافیت، کلوخه ای شدن ذرات زیرکونیا و فاصله متوسط ذرات کاهش یافت. هم چنین مشاهده شد که افزودن بیش از اندازه گرافیت سبب کاهش مقاومت به سایش کامپوزیت تولید شده می گردد.
به منظور تولید کامپوزیت هیبریدی از ابزاری از جنس فولاد کارگرم H13 و دارای پین به شکل مخروط ناقص استفاده شد. فرایند اصطکاکی اغتشاشی توسط دستگاه فرز با سرعت چرخشی 1250 دور بر دقیقه و سرعت انتقالی50 میلی متر بر دقیقه در سه پاس انجام شد. ریز ساختار و نحوه سیلان مواد در مناطق مختلف با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت . سختی لایه کامپوزیت تولید شده با روش سختی سنجی ویکرز اندازه گیری شد. همچنین به منظور بررسی رفتار سایشی نمونه ها از دستگاه آزمون سایش پین برروی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد که با تولید کامپوزیت هیبریدی تا نسبت %70 گرافیت مکانیزم سایش به سایش ملایم خراشان تغییر یافت .
مقدمه
فرایند اصطکاکی اغتشاشی1، به عنوان فرایندی حالت جامد در سال های اخیر جهت ساخت کامپوزیتهای سطحی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در حال حاضر این فرایند با موفقیت در صنایع هوافضا، کشتی سازی و مونتاژ مخازن سوخت هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد . - Meran, - 2006 - - کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات سرامیکی، به دلیل خواص منحصر به فردی از قبیل وزن پایین، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت خوب در دمای بالا، مقاومت به سایش و شکل پذیری بالاو ضریب انبساط حرارتی کم، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف پیدا کرده اند.
در سال های اخیر کامپوزیت های زمینه آلومینیومی با چند نوع تقویت کننده به دلیل بهبود خواص مکانیکی و تریبولوژی جایگزین کامپوزیت های با یک تقویت کننده شده اند - - . - Mitrovic et al., - 2012 در این میان افزودن مواد سرامیکی سخت علاوه بر افزایش استحکام زمینه می تواند آثار مخربی از جمله افزایش استحکام مکانیکی، سختی کامپوزیت ، کاهش قابلیت ماشین کاری ، جدا شدن ذرات سرامیکی از کامپوزیت و قرار گرفتن این ذرات در بین سطوح سایشی و ایجاد سایش خراشان سه جسمی را در پی داشته باشد . - Suresha, Sridhara, - 2010 - - به همین دلیل استفاده از مواد خودروانکار با ساختار لایه ای همانند گرافیت و مولیبدنیم دی سولفید به عنوان تقویت کننده در کنار ذرات سرامیکی می تواند موجب کاهش اثرات مخرب افزودن ذرات سرامیکی سخت به زمینه گردد.
این مواد سبب ایجاد یک فیلم روانکار روی سطوح سایشی شده و ضریب اصطکاک بین سطوح سایشی را کاهش می دهند . - Alidokht,Abdollah-zadeh,Soleymani,Assadi, - - 2011 - - کاهش ضریب اصطکاک سبب کاهش تغییر شکل پلاستیک در منطقه ی زیر سطح سایشی و در نتیجه تبدیل مکانیزم سایش شدید چسبان به سایش خراشان و افزایش مقاومت به سایش قطعه می شود . افزودن بیش از اندازه ی گرافیت سبب بدتر شدن خواص مکانیکی مانند چقرمگی شکست شده و در نتیجه مقاومت به سایش کاهش می یابد . - Naplocha, Granat, - 2008 - ;Song, Han, - 1997 - -
یکی از پارامترهای مهم در مشخص کردن خواص کامپوزیت هیبریدی ایجاد شده نسبت ترکیبی مواد تقویت کننده در تولید این کامپوزیت ها می باشد - - . - Jiang, Ma, Liu, Tan, - 1994 از جمله تحقیقات انجام شده در زمینه ساخت کامپوزیتهای هیبریدی سطحی با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی می توان به تحقیقات - 2013 - - Aruri, Adepu, Adepu, Bazavada - در زمینه تولید کامپوزیت هیبریدی سطحی Al6061/SiC/Gr اشاره کرد.
هم چنین 2011 - Alidokht - تولید کامپوزیت هیبریدی سطحی Al5083/SiC/MoS2 را تحت سرعت های متفاوت چرخش ابزار بررسی کرد. در این تحقیق ایجاد کامپوزیت سطحی بر روی آلیاژآلومینیوم 5086 با ذرات تقویت کنندهZrO2 توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت و اثر افزودن نسبت های ترکیبی مختلف از پودرگرافیت و زیرکونیا بر خواص مکانیکی کامپوزیت ایجاد شده بررسی شد.
