بررسي تاثير اندازه تخلخل پيشسازه بر رفتار سايش خشك كامپوزيت Al-2%Mg/ZrO2 تهيه شده به روش نفوذدهي بدون فشار

Effect of reinforcement pore size on dry Sliding wear behavior of Al-2%Mg/ZrO2 composites produced via pressureless infiltration method

در اين پژوهش تاثير اندازه حفرات تقويت كننده پيوسته زيركونيايي، بر رفتار سايش خشك كامپوزيت زمينه آلومينيومي بررسي شده است. فوم زير كونيايي با اندازه تخلخل 10 و 30ppi تحت عمليات نفوذدهي بدون فشار با مذاب آلومينيوم قرار گرفت و به منظور سهولت در انجام نفوذدهي و بهبود قابليت تر شوندگي تقويت كننده توسط مذاب، مقدار 2% وزني Mg به آلياژ زمينه افزوده شد. نمونه هاي ديسكي، تحت آزمون سايش خشك به روش پين بر روي ديسك قرار گرفتند و كاهش وزن نمونه ها اندازه گيري شد. نمونه ها تحت اثر سه نيروي 6/5 و 25 و 52 N و در طول يك مسافت 900 متري، در تماس با پين فولادي 52100 AISI مورد لغزش قرار گرفتند و بر اساس نمودارهاي نرخ فرسايش و تصاوير بدست آمده، مشخص شد كه نمونه هاي كامپوزيتي در قياس با آلياژ زمينه مقاومت به فرسايش بسيار بالاتري دارند. همچنين در بارهاي كم، فرسايش به واسطه تشكيل لايه محافظ پايدار در سطح كامپوزيت، از تماس مستقيم سطوح جلوگيري كرده و نرخ فرسايش پايين بوده، اما با افزايش بار عمودي اعمال شده، اين لايه تخريب شده و فرسايش با شدن بيشتري صورت مي پذيرد.

There are many studies about the effect of Al2O3, SiC & ZrO2 reinforcements, in form of particles and fibers on the mechanical properties and wear behavior of Aluminum Matrix Composites (AMCs). In present work we investigated the effect of Zirconia continuous reinforcement on the tribological properties of AMCs produced via pressureless infiltration. Al alloy with 2wt% Mg contents under Nitrogen atmosphere penetrated the zirconia foam with 10 & 30 pore per inch. Specimens in form of discs thereby used for wear test with pin-on-disk apparatus and use of AISI 52100 steel pins. The weight loss and wear rate of specimens were measured under 6.5, 26 & 52 N loads and sliding distance of 900 m. Sliding surface examined by a Scanning Electron Microscope (SEM). Results shows reinforced materials have better wear resistance in comparison with unreinforced matrix alloys. Under Low loads weight loss is low, because of formation of protective mml(mechanically mixed layer) layer on the surface which prevents direct contact of metallic and steel surfaces. Under high loads oxide layer is not stable and severe wear occur due to adhesive wear mechanism. Also Results show that composites with 10ppi reinforcements have better resistance at higher loads.