بررسي تأثير متغيرهاي فرآوري و ميزان فاز تقويت‌كننده بر ريزساختار و سختي نانوكامپوزيت Al7075-CNT تهيه‌شده به روش فرآوري پودري نيمه جامد

Investigation of the Effect of Forming Variables and Reinforcement Phase on the Microstructure and Hardness of Al7075-CNT Nanocomposite Fabricated by Semi-solid Powder Processing

در اين تحقيق، از روش فرآوري پودري نيمه‌جامد براي ساخت نانوكامپوزيت Al7075-CNT استفاده شد. تأثير متغيرهاي فرآيند شامل مدت زمان نگهداري تحت‌فشار، دماي نيمه‌جامد و ميزان فاز تقويت‌كننده CNT بر ريزساختار و سختي نمونه‌ها بررسي شد. نتايج نشان داد كه سختي نانوكامپوزيت 1%-CNT از آلياژ پايه بيشتر است اما سختي نمونه 2%-CNT بين آلياژ پايه و آلياژ 1%-CNT قرار گرفت. مدت زمان اعمال فشار و دماي نيمه‌جامد تأثير محسوسي بر سختي نمونه‌ها نگذاشت. پرس‌كاري در دماي 620 درجه سلسيوس به‌مدت 10 دقيقه به‌عنوان متغيرهاي مناسب انتخاب گرديدند. ريزساختار نمونه‌ها نشان داد كه در آلياژ 1%-CNT، فاز تقويت‌كننده در زمينه آلومينيومي كاملاً نفوذ كرده و برخلاف نمونه 2%-CNT تجمعي از نانوذرات CNT در سطح نمونه وجود ندارد. بررسي كمي نتايج نشان داد كه درصد مناسب از CNT داراي بيشترين تأثير بر مقدار سختي است. افزايش دما از 600 به 620 درجه سلسيوس به ميزان 10 درصد و افزايش مدت زمان اعمال فشار از 5 به 15 دقيقه نيز به ميزان ناچيز دو درصد سبب افزايش سختي نمونه‌هاي 1%-CNT نسبت به نمونه‌هاي آلياژ پايه شده است.

In this research, semi-solid powder processing was used to fabricate Al7075-CNT nanocomposite. The effect of process variables including compression time, semi-solid temperature and the CNT percent on the sample’s hardness and microstructure was investigated. The 1%-CNT nanocomposite is observed to be superior in hardness compared to the base alloy, but the 2%-CNT sample’s hardness was between the base alloy and 1%-CNT sample. It was observed that the compression time and semi-solid temperature do not have a significant effect on the sample’s hardness. Compression for 10 minutes and forming temperature of 620 °C were selected as the suitable variables. Microstructural examination showed that in 1%-CNT alloy, the reinforcing phase is completely penetrated in the aluminum matrix and there is no CNT accumulation on the sample’s surface unlike the 2%-CNT sample. Quantitative analysis showed that a proper percentage of CNT had the greatest effect on the hardness. Increasing the temperature from 600 to 620 °C by 10% and increasing the compression time from 5 to 15 minutes by 2% increased the hardness of 1%-CNT samples compared to the base alloy.