عنوان مقاله :
توليد كامپوزيت زمينه آلومينيومي تقويت شده با نانوذرات شبهبلور Al-Cr-Fe با روش اتصال نوردي تجمعي و بررسي خواص مكانيكي آن
عنوان به زبان ديگر :
Production of Aluminum metal matrix composite reinforced with Al-Cr-Fe quasicrystal nano-powder by using accumulative roll bonding process and investigation mechanical properties
پديد آورندگان :
پشنگه، شيما دانشگاه صنعتي شيراز - دانشكده مهندسي و علم مواد، شيراز، ايران , عليزاده، مرتضي دانشگاه صنعتي شيراز - دانشكده مهندسي و علم مواد، شيراز، ايران , اميني، رسول دانشگاه صنعتي شيراز - دانشكده مهندسي و علم مواد، شيراز، ايران
كليدواژه :
فرآيند اتصال نوردي تجمعي , تغيير شكل پلاستيك شديد , نانوذرات شبهبلور , كامپوزيت زمينه آلومينيومي , خواص مكانيكي
چكيده فارسي :
مقدمه: در پژوهش حاضر نانوذرات شبهبلور پايه آلومينيومي Al72Cr17Fe11 با استفاده از روش آلياژسازي مكانيكي و عمليات حرارتي بعدي ساخته شد. بررسي‌هاي فازي نشاندهندهي تشكيل ساختار شبهبلور دكاگونال با اندازه نانومتر بود.
روش: در ادامه كامپوزيت زمينه آلومينيومي تقويت شده با 3 درصد وزني نانوذرات شبهبلور با استفاده از روش اتصال نوردي تجمعي (ARB) توليد گرديد. بررسي هاي ريزساختاري و خواص مكانيكي به ترتيب با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آزمونهاي ريزسختي سنجي و كشش مورد ارزيابي قرار گرفت.
يافته ها: بررسي‌هاي ريزساختاري نشان داد كه بهبود در توزيع فاز تقويتكنندهي شبهبلور در زمينه آلومينيومي كامپوزيت و همچنين بهبود اتصال بين لايه‌ها با افزايش سيكل‌هاي فرآيند اتصال نوردي تجمعي از 1 تا 8 سيكل فرآيند، رخ داده است. بررسي تغييرات ريزسختي نشان دهنده ي افزايش سختي با افزودن فاز تقويت كننده نسبت به آلومينيوم خالص در محدودهي 74/5 تا 105/8 ويكرز پس از انجام 8 سيكل فرآيند بود. منحني هاي تنش-كرنش نمونه هاي كامپوزيتي نشان داد كه استحكام كششي نمونه هاي كامپوزيتي و نيز انعطاف پذيري آنها با افزايش سيكل هاي فرآيند اتصال نوردي تجمعي به طور پيوسته افزايش مي يابد. استحكام كششي با افزايش سيكل هاي فرآيند از 2 تا 8 سيكل از 165 به 250 مگاپاسكال افزايش يافت.
نتيجه گيري: بيشينه چقرمگي (30/2 (انرژي/حجم (مگاپاسكال))) پس از سيكل 8 در نمونه ي كامپوزيتي حاصل شد.
چكيده لاتين :
In the present study, the Al72Cr17Fe11 quasicrystal nano-powder was synthesized through mechanical alloying. Phase investigation revealed the formation of decagonal quasicrystal structure on a nanometer scale. After that, the aluminum matrix composites reinforced by 3 wt.% of produced quasicrystal powder were fabricated by using the accumulative roll bonding process. Microstructural and mechanical properties were evaluated using scanning electron microscopy and microhardness and tensile tests, respectively. Microstructural studies showed that there was an improvement in the distribution of the quasicrystalline reinforcement phase in the aluminum metal matrix composite as well as an improvement in the bonding between the layers by increasing the cycles of the accumulative roll bonding process. Investigation of microhardness changes showed an increase in hardness value by adding a reinforcing phase in comparison to pure aluminum in the range of 74.5 to 105.8 Vickers after 8 cycles. Stress-strain curves of composite specimens showed that the tensile strength of composite specimens and their elongation increase continuously with increasing cycles of the accumulative roll bonding process. Tensile strength increased between 165 to 250 MPa with increasing rolling cycles from 2 to 8. The maximum toughness (30.2 (energy/volume (MPa)) was obtained after 8 cycles.
