ساخت ماده ي مركب آلياژ آلومينيم A356/نيتريد بور هگزاگونال و بررسي خواص مكانيكي آن

Manufacturing A356 Aluminum Alloy/Hexagonal Boron Nitride Composite and Evaluation of its Mechanical Properties

در اين تحقيق، ماده?ي مركب آلومينيم با ذرات فاز دوّم از جنس نيتريد بور هگزاگونال در سه حالت پودر خام، پودر پوشش داده شده با الكترولِسِ نيكل- فسفر و پودر پوشش داده شده با نيكل- فسفر بر روي پودر آلومينيم، ت شد. ذرات پودر توسط هم?زن هاي متفاوت و با سرعت هاي چرخش مختلف در مذاب مخلوط شدند. آزمون?هاي كشش و سختي?سنجي بر روي نمونه?هاي ماده?ي مركب انجام شدند و ماده?ي مركبي با بهترين خواص از ميان آن‌ها انتخاب شد. سطح پودرهاي آماده سازي شده براي ساخت ماده?ي مركب، آناليز عنصري به?وسيله?ي ميكروآناليزور پراش انرژي پرتوي ايكس (EDAX) انجام شد. افزون بر اين، سطح پوشش يافته?ي پودر و سطح شكست ماده?ي مركب به?منظور بررسي وضعيت پودر بعد از پوشش دهي و بعد از قرار گرفتن در زمينه، توسط ميكروسكپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شدند. بررسي‌هاي انجام شده نشان دادند كه پوشش دهي پودر نيتريد بور بر روي ذرات درشت تر از جنس زمينه از پوشش دهي الكترولِس به?تنهايي بر روي پودر موثرتر است. درصد بهينه?ي پودر نيتريد بور براي افزودن به مذاب آلومينيم برابر با 6 درصد وزني به?دست آمد. افزون بر اين، هم?زن چهارپرّه با جريان شعاعي براي ساخت كامپوزيت آلومينيم/نيتريد بور به?عنوان يك انتخاب مناسب معرفي شد. در نهايت، نشان داده شد كه بر خلاف آلياژ هاي تك فازي، استحكام كششي مواد مركب با سختي آن?ها متناسب نيست، به?گونه?اي كه با كاهش استحكام كششي، سختي ممكن است افزايش يابد.

In the present investigation, a metal matrix composite consisting of A356 aluminum alloy matrix has been produced by the addition of boron nitride powder with three different conditions, i.e. raw powder, coated powder using Ni-P electroless bath and coated aluminum particles with Ni-P/BN surface composite. Moreover, parameters such as impeller shape and rotation speed have been examined in order to obtain their optimized conditions. Tensile and hardness measurement tests were carried out to choose the composite sample with superior mechanical properties. Surface of the powders were analyzed by EDAX. In addition, surface of the coated powder and the fractured surface of composite samples were examined using scanning electron microscope (SEM). The results showed the optimum value of added powder to be 6% after being coated on aluminum particles using the Ni-P electroless bath. Furthermore, the agitator of four-blade type with a radial flow was found to be a good choice for the manufacture of aluminum/boron nitride composite. It was shown that unlike single phase alloys, tensile strength of composite materials is not proportional to their hardness, e.g. a decrease in the tensile strength may cause an increase in the hardness of the composite.