بررسي اثر آسياب مكانيكي بر ريز ساختار و خواص مكانيكي آلياژ انجماد سريع شده Al-20Si-5Fe-2Ni

Effect of mechanical milling on the microstructure development and mechanical properties of gas-atomized Al-20Si-5Fe-2Ni alloy

در اين پژوهش آلياژ هايپريوتكتيك Al-20Si-5Fe-2Ni به روش افشانش گازي توليد شد. پودرهاي حاصل از انجماد سريع (افشانش گازي) تحت آرگون و نسبت گلوله به پودر 1:10 در آسياب سياره اي در زمان هاي 12 و 24 و 36 و 47 ساعت آسياب شدند. آلياژ حاصل به روش تف جوشي سرد (Cold Sintering) در تنش 2/2GPa انسجام يافت و عمليات حرارتي در دماهاي 450 و 500 كلوين صورت گرفت. براي بررسي هاي فازهاي موجود در پودر آنايز پراش اشعه ايكس (XRD) انجام و ريز ساختار آلياژ توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. خواص مكانيكي با آزمون هاي ميكروسختي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ريز ساختار شامل سيليسم اوليه با قطر 0/7-0/5 μm، فاز بين فلزي δ-Al4FeSi2 با اندازه 7/7-1/4 μm ميكرو متر بوده و زمينه شامل يوتكتيك Al-Si با فواصل دندريتي 0/4-0/25 μm بود. با آسياب كاري مكانيكي، فاز بين فلزي شكسته شد و ابعاد كريستاليت به 40nm كاهش يافت. نتايج حاصل از آزمون سختي، افزايش سختي به ميزان 20 درصد پس از 36 ساعت آسياب را نشان داد.

In this work, hypereutectic Al-20Si-5Fe-2Ni alloy was prepared by gas atomizing method. The aluminum alloy powder were milled under pure Argon atmosphere and ball to powder ratio of 10:1 in a planetary ball for 12, 24, 36 and 48 hours. The gas-atomized and milled powder were then consolidated by cold sintering. Microstructure and phase characterization were studied by SEM and XRD. Mechanical properties were evaluated by microhardness. Microstructure contain particle-like primary Si with average diameter of 0.5–2.7 4m, -Al4FeSi2 intermetallic with the size of 1.4–7.7 4m, and Qne Al–Si eutectic matrix with 0.25–0.4 4m spacing. The intermetallic phase was broken during the milling and crystallite size decreased to 40nm. Microhardness results show that hardness increased by 20 percent.