بخشی از مقاله
در این پژوهش کامپوزیت هیبریدی Al/SiC-Gr توسط فرایند پیوند نوردی انباشتی - - ARB تولید شد. برای این منظور ذرات پودری با 2 درصد وزنی شامل SiC خالص و مخلوط پودری SiC/Gr با درصدهای حجمی 80SiC/20Gr و 20SiC/80Gr انتخاب شدند. کامپوزیتهای حاصل به ترتیب با Al/SiC، Al/SiC-Gr - 80:20 - و Al/SiC-Gr - 20:80 - نامگذاری شدند. فرایند در دو مرحله انجام گرفت. در مرحله اول ذرات پودری تا چهار چرخه در بین لایهها افزوده شدند.
مرحله بعد تا چهار چرخه بدون اضافه نمودن ذرات تکرار گردید. به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM و آزمون کشش تاثیر مقدار گرافیت بر ریز ساختار و خواص مکانیکی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد چرخهها، توزیع ذرات تقویتکننده در زمینه بهبود و تخلخل کاهش مییابد. همچنین مشاهد گردید که با افزایش مقدار گرافیت استحکام کششی کامپوزیت کاهش مییابد. بیشترین استحکام کششی در کامپوزیت - 210 MPa - Al/SiC و کمترین استحکام کششی در کامپوزیت Al/SiC- - 146 MPa - Gr - 20:80 - مشاهده شد.
-1 مقدمه
کامپوزیتهای زمینهفلزی تقویتشده با ذرات، گروهی از مواد مهندسی پیشرفته هستند که در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. این کامپوزیت ها نسبت به دیگر آلیاژها، دارای خواصی از جمله استحکام، مقاومت سایش و خوردگی بالاتر و ضریب هدایت گرمایی پایینتر می باشند .[1] کامپوزیتهای زمینه فلزی هیبریدی - HMMCs - 8 دستهای از مواد مهندسی هستند که توسط دو یا تعداد بیشتری از ذرات تقویتکننده بهمنظور بهرهمندی از مجموعه خواص آنها ساخته شدهاند .[2] بهطورکلی کامپوزیتهای زمینه فلزی به دو روش حالت مذاب - شکلدهی پاششی و روش ریختهگری گردابی - و حالت جامد - متالورژی پودر و آلیاژسازی مکانیکی - ساخته میشوند .[3]
از جمله مشکلات ساخت کامپوزیتهای زمینهفلزی با روشهای حالت مذاب میتوان دمای کاری بالا، وجود تخلخل، ترشوندگی ضعیف بین ذرات و زمینه، آگلومرهشدن و عدم توزیع یکنواخت ذرات در زمینه را نام برد. همچنین در برخی از روشهای حالت جامد مانند متالورژی پودر و آلیاژسازیمکانیکی نیز مشکلاتی از قبیل ایجاد آلودگی و ناخالصی، وقوع واکنش در فصلمشترک و کوچکبودن نمونههای تولیدی وجود دارد. در سالهای اخیر برای حل مشکلات نامبرده از فرایندهای تغییرشکل پلاستیک شدید برای ساخت کامپوزیتهای زمینهفلزی استفاده شده است .[4]
فرایندهای تغییرشکلپلاستیک شدید، فرایندهایی هستند که در آنها یک کرنش پلاستیک بسیار زیاد زیر دمای تبلورمجدد به فلز حجیم9 اعمال میشود که اغلب منجر به تولید فلزات فوقریزدانه میگردد. هدف اصلی از یک فرایند تغییرشکل پلاستیک شدید تولید قطعات با استحکام بیشتر و وزن کمتر است. روشهای مختلفی برای تغییرشکل پلاستیک شدید وجود دارد از جمله فشار در کانال با زاویه یکسان - ECAP - 10 و پیچش تحت فشار بالا. - HPT - 11 نیازمند بودن به ماشینهای شکلدهی با ظرفیت نیروی بالا و قالبهای گرانقیمت و محدودیت در مقدار ماده تولید شده از نقطه ضعفهای روشهای ذکر شده میباشد 5]و.[6 با توجه به این محدودیتها در سال 1998 میلادی یک فرایند تغییرشکل پلاستیک شدید با استفاده از نورد بهنام پیوند نوردی انباشتی - ARB - 12 توسط سایتو13 ابداع گردید.
در این روش میتوان مواد حجیم را به صورت فوقریزدانه درآورد .[7] موفقیتآمیز بودن این فرایند در ساخت کامپوزیتهای چندلایهای موجب شد تا در سالهای اخیر از این فرایند بهمنظور ساخت کامپوزیتهای زمینهفلزی تقویتشده با ذرات نیز بهکار گرفته شود. تاکنون ذرات سرامیکی مختلفی مانند [8] SiC، [9] B4C و [10] Al2O3 بهعنوان فاز تقویتکننده جهت ساخت کامپوزیت توسط فرایند ARB بهکار برده شدهاند.
