بررسي خواص مكانيكي نانوكامپوزيت فولاد زنگ نزن 316L تقويت شده با نانو ذرات TiC/hBN با نسبت وزني 2 و 10درصد

Mechanical Behavior analysis of Stainless Steel 316L Nanocomposite Reinforcement by Nanoparticles TiC/hBN with 2 & 10 wt.%

روش متالورژي پودر يكي از روش هاي ساخت نانوكامپوزيت مي باشد كه در آن خواص نانوكامپوزيت ها بستگي به درصد تقويت كننده و پراكندگي آنها در ماتريس دارد. در اين مقاله نانوكامپوزيت زمينه فلزي به روش متالورژي پودر با ماده پايه فولاد زنگ نزن 316L، كه ماده اي پركاربرد در صنعت مي باشد، و ذرات تقويت كننده مخلوطي از كربيدتينانيوم به عنوان تقويت كننده پايه كربني و هگزاگونال نيتريد بور به عنوان ماده خود روانكار، تهيه شده است. پودرهاي تقويت كننده در سايز ميكرو انتخاب گرديدند و در آسياب سياره اي پودرهاي مخلوط شدند تا به سايز نانو تبديل برسند. پودرهاي تقويت كننده پس از 30 ساعت آسياب به سايز نانو رسيدند. سپس پودر فولاد زنگ نزن 316L و تقويت كننده ها با تسبت 2و 10 درصد وزني به مدت 5 ساعت آسياب شدند و تحت فشار400 مگاپاسكال فشرده و در دماي 1400 درجه سلسيوس و به مدت 3 ساعت در كوره ي خلا پخته شدند. نمونه ها تحت بررسي عكسبرداري الكتروني و آناليز طيف سنجي الكتروني و آناليز اشعه ايكس براي شناسايي ميكروساختاري ماده قرارگرفتند و در ادامه خواص مكانيكي ماده از جمله سختي و سايش و خمش مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج با نمونه ي فولاد زنگ نزن 316L بدون تقويت كننده مقايسه گرديد. سختي و مقاومت سايشي ماده نانوكامپوزيت بهبود يافته است و استحكام خمشي در نمونه ي با 2 درصد وزني تقويت كننده بهبود و در نمونه ي با 10 درصد وزني تقويت كننده كاهش يافت.

Powder metallurgy process is commonly used to manufacture nanocomposite products, in which the product quality of this process depends upon Composite of reinforcement nanoparticle and distribution. In this article Metal Matrix Nanocomposite (MMN) by powder metallurgy with a base material stainless steel 316L, a material that is widely used in the industry, and reinforcement particles mixture of Carbide Titanium (TiC) as carbon-based reinforcing particles, and Hexagonal Nitride Boron (hBN) particles as the self-lubricating material is prepared. The reinforcement powders were micro Sized and mixed in high ball milling to reach Nano-sized, after 30 h mixing powders in high ball milling reach to Nano-sized, and then reinforcement Nanoparticles with 2 and 10 Wt.% Mixed with stainless steel 316L for 5 hours and compacted at 400 Mpa and sintered at 1400 C temperature and 3 Hours. Scanning electron microscope (SEM), Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) and X-ray Diffraction (XRD) tests are performed on Powders to identify the nanocomposite microstructure. The Mechanical Properties such as Microhardness, Wear, and Bending Strength Were Analyzed. These results Compare with Results of stainless steel 316L without Reinforcement. Microhardness and abrasion resistance of Nanocomposite material have improved and flexural strength improved at the sample with 2 wt.% reinforcement and reduced at the sample with 10 Wt.%.