بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، کامپوزیت زمینه منیزیمی با تقویت کننده ساچمههاي فولادي بوسیله روش فلز خورانی تحت فشار تولید شد. براي ساخت کامپوزیت، در ابتدا پیش فرم ساچمه هاي فولادي تولید شده و سپس بوسیله روش فلزخورانی تحت فشار مذاب منیزیم، کامپوزیت ها ساخته شدند. در مرحله بعد، پیش فرم ساچمههاي فولادي بوسیله زینترینگ ساچمه هاي فولادي با اندازه هاي مختلف در دماي 1100 انجام شد و مشابه نمونه هاي قبلی کامپوزیت ها بوسیله روش فلز خورانی تهیه شدند. پس از ساخت کامپوزیت ها، ریزساختار نمونههاي کامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ نوري یررسی و سپس سختی کامپوزیتهاي تولید شده بررسی شدند. نتایج بدست امده نشان می دهد که مقدار سختی کامپوزیت ها با کاهش اندازهي ساچمههاي فولادي افزایش مییابد و زینترینگ ساچمه هاي فولادي، باعث کاهش سختی کامپوزیت می شود.
مقدمه
منیزیم فلزي با ظاهر سفید نقره اي است. چگالی ویژه منیزیم 1/74 است که در حقیقت داراي پایین ترین چگالی و بالاترین قابلیت ماشین کاري در میان همه فلزات مهندسی است. این فلز داراي میل ترکیبی خیلی خوبی با اکسیژن بوده و مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون ضعیفی دارد. منیزیم فلزي است که در اتمسفرهاي خشک پایدار بوده ولی به اسانی در اتمسفرهاي مرطوب خورده می شود، مگر اینکه به صورت مناسبی با پوشش دهی و یا روش هاي دیگر محافظت شده باشد. سرعت اکسیداسیون این فلز با افزایش دما به شدت افزایش یافته به طوري که ممکن است شروع به سوختن کند بنابرین لازم است جهت جلوگیري از سوختن و اکسیداسیون منیزیم در حین حرارت و ذوب شدن ان احتیاطات لازم را مبذول نمود.[1] یکی از روش هاي اصلاح خصوصیات این فلز، استفاده از آن به صورت کامپوزیت است.[4-2]
یکی از مهمترین عوامل جهت دستیابی به خواص مطلوب در کامپوزیتها، انتخاب تقویتکنندهي مناسب است. مواد سرامیکی از متداولترین تقویتکنندههاي مورد استفاده در کامپوزیتهاي زمینه منیزیمی به شمار میروند اما با توجه به ترشوندگی نامطلوب بین الیاف سرامیکی و زمینهي فلزي و نیز هزینهي بالاي تولید تقویتکنندههاي سرامیکی، در سالهاي اخیر تقویتکنندههاي فلزي بیش از پیش مورد توجه قرار گرفتهاند .[5] آهن و آلیاژهاي آن به عنوان موادي ارزان، با فراوانی بالا و خواص مکانیکی مناسب، گزینهي بسیار مناسبی جهت تقویت منیزیم و آلیاژهاي آن به شمار میروند .[6]
آهن و آلیاژهاي آن به دلیل قیمت پایین و سهولت نسبی تولید، یکی از مواد مناسب براي رسیدن به خواص مطلوب مانند سختی، مقاومت در برابر سایش و استحکام بالا در عین دارا بودن خواصی مانند کاهش ضریب انبساط گرمایی و رسانش است. در سالهاي اخیر تقویتکنندههاي فلزي بیش از پیش مورد توجه قرار گرفتهاند، از این رو ساچمه فولادي به عنوان موادي با فراوانی بالا و خواص مکانیکی مناسب، گزینهي مطلوبی جهت تقویت منیزیم به شمار میرود، بنابراین جاي خالی ساچمههاي فولادي به عنوان فاز تقویتکننده درکامپوزیتهاي زمینه منیزیمی در کارهاي تحقیقاتی به خوبی احساس میشود. از دیگر نکات قابل توجه، روش تولید کامپوزیتها است که تا حد زیادي بر ریزساختار و خواص مکانیکی آنها تأثیرگذار است.
تاکنون روشهاي گوناگونی از جمله متالورژي پودر و انواع روشهاي ریختهگري و شکلدهی مکانیکی جهت تولید کامپوزیتهاي زمینه فلزي مورد استفاده قرار گرفتهاند که در این میان روش ریختهگري تحت فشار به دلیل زمان تولید کوتاهتر، توانایی ساخت اشکال تقریباً پیچیده ، حداقل تخلخل باقیمانده یا حفرات و انقباضات ناشی از فشار اعمالی، حداقل ساختن محصولات واکنشهاي فصل مشترك میان زمینه و تقویتکننده - به دلیل زمان تولید کوتاهتر - و ترشوندگی بهتر میان زمینهي مذاب و ذرات تقویتکننده و همچنین کاهش آگلومراسیون ذرات از اهمیت خاصی برخوردار است .با توجه به تحقیقات انجام شده در گذشته لزوم ساخت و بررسی کامپوزیت منیزیم – ساچمه فولادي احساس می شود. هدف از انجام این پژوهش، تولید کامپوزیت منیزیم ساچمهي فولادي به روش ریختهگري تحت فشار و بررسی رفتار سختی آن در اندازههاي مختلف ساچمههاي فولادي و مقایسهي آنها با یکدیگر بود.
