بررسي خواص سايشي ماده‌ي مركب زمينه آلومينيم (AA2124) تقويت شده با ذرات بين فلزي دي سيليسيد موليبدن

An Investigation into the Wear Behaviour of Aluminum (AA2124) Matrix Composite Reinforced with Intermetallic MoSi2 Particles

در اين پژوهش، ماده‌ي مركب داراي زمينه‌ي آلياژ آلومينيم 2124 تقويت شده با 25 درصد حجمي ذرات دي سيليسيد موليبدن توليد و خواص سايشي آن مورد ارزيابي قرار گرفت. توليد اين ماده ي مركب بهروش متالورژي پودر انجام شد. پودر زمينه بهبوسيله ي ريزافشاني گازي و ذرات تقويت كننده بهروش سنتز در دماي بالا بهشكل خود پيش رونده (SHS) توليد شدند. پس از مخلوط شدن پودرهاي زمينه و تقويت كننده توسط آسياي گلوله اي، حديدهكاري گرم انجام شد و بهاين ترتيب، يك ماده ي مركب با توزيع يكنواختي از ذرات تقويت كننده در زمينه توليد شد. نمونه هاي حديدهكاري شده عمليّات حرارتي نوعT6 شدند و آزمون سايش بهوسيله ي دستگاه سايش سوزن بر روي صفحه در دو حالت قبل و پس از عمليّات حرارتي انجام شد. ضريب اصطكاك و ضريب سايش ابعادي نمونه هاي مادهي مركب بهدست آمدند و رفتار سايشي با تعيين ميزان كاهش وزن سوزن‌هاي از جنس مادهي مركب بررسي شد. سطوح سايش اين سوزنها و صفحه با ميكروسكُپ الكتروني روبشي (SEM) و انجام بررسيهاي EDS مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان دادند كه سازوكار عمدهي سايش از نوع سايش چسبنده بوده است، ولي سازوكارهاي سايش اكسيدي و ساينده نيز بهمقدار جزيي مشاهده شد. عمليّات حرارتي نيز باعث بهبود مقاومت به سايش نمونه هاي مادهي مركب بهميزان 25 درصد شد.

In the present work, the AA2124/25vol.%MoSi2 composite was produced by powder metallurgy technique. The aluminum alloy 2124 powder was produced by gas atomization method and the MoSi2 intermetallic particles were produced through combustion synthesis. The AA2124 matrix powder was mechanically blended with 25vol.%MoSi2 using a ball milling mixer. The blended powder mixture was encapsulated and then hot extruded to composite bars. The heat treatment T6 was carried out on some of the composite samples. Wear tests were performed on both as-extruded and heat-treated samples using a ʹpin on diskʹ apparatus with a tool steel counterpart, a track length of 1000 m, and a speed of 0.1 m/sec. The friction coefficient was measured and the wear mechanism was determined through the evaluation of weight loss of the composite samples. A complete study was done using the scanning electron microscopy (SEM) and EDS analyzing of the worn surfaces. The results indicated that the main wear mechanism is the adhesive wear, however, the oxide and abrasive wear mechanisms were observed to slightly happen. The heat treatment improved the wear resistance of the composite samples for 25 percent in comparison with the as-extruded samples.