بررسي رفتار سايشي كامپوزيت الومينيوم / آلومينا توليد شده توسط فرايند نورد تجمعي

Investigation of wear behavior of aluminum/alumina composite produced by accumulative roll bonding

در اين پژوهش به بررسي رفتار سايشي كامپوزيت آلومينيوم /آلومينا توليد شده توسط فرايند نورد تجمعي (ARB) پرادخته شده است. مطالعه بر روي نمونه هاي كامپوزيتي با 10 درصد حجمي آلومينا و تعداد سيكل هاي مشخص انجام گرفت. آزمون سايش در شرايط بدون روان كار و اتمسفر معمولي با استفاده از دستگاه سايش رفت و برگشتي مطابق استاندارد ASTM G 133 انجام شد. سپس رفتر سايشي نمونه هاي كامپوزيتي و نمونه هاي خالص مورد مقايسه قرار گرفت. بررسي مورفولوژي سطوح سايش در اين آزمون توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز EDS صورت گرفت. نتايج ازمون نشان داد كه با افزايش مسافت سايش، حفره هاي و نابجايي ها در اطراف فاز سخت تقويت كننده تجمع مي كند و در اين مناطق ترك هايي جوانه زني كرده و رشد مي يابد. اين امر منجر به كاهش مقاومت سايشي نمونه ي كامپوزيتي نسبت به نمونه ي خالص گرديد. همچنين با افزايش تعداد سيكل هاي نورد به دليل افزايش تعداد لايه ها و استحكام چسبندگي ضعيف بين آنها به دليل حضور ذرات آلومينا، مقاومت سايشي كامپوزيت توليد شده به شدت كاهش يافت. در نهايت مكانيزم سايشي چسبان و ورقه اي براي آن ارائه شد.

In the present work, wear behavior of aluminum/10 vol.% alumina composite performed by accumulative roll bonding (ARB) process was investigated. Wear tests were carried out without lubricant and in usual atmosphere by a ball-on-flat sliding with specified number of cycles under ASTM G 133 standard. Then, a comparison between monolithic and composite samples was performed. Surface analyses were carried out by scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). It was found that by increasing the sliding distance, voids and dislocations accumulated near the reinforcement phase. Therefore, nucleation and growth of cracks were occurred which leaded to lower wear resistance of the composites compared to monolithic samples. By increasing the number of ARB cycles, wear resistance of the composites decreased. The reason of this result was related to increasing the number of layers and weak adhesion strength between them due to the presence of alumina particles. The wear mechanism of the ARB–processed composites was found to be adhesive and delaminating.