بررسي تاثير ذرات كاربيد بور و زمان آسياي مكانيكي بر ريزساختار و خواص مكانيكي نانوكامپوزيت Al2024-B4C

Investigation of boron carbide particles and mechanical milling time on the microstructure and mechanical properties of Al2024-B4C nanocomposite

در اين تحقيق، پودر Al2024 نانوساختار و پودر كامپوزيتي Al2024-B4C به روش آسياي مكانيكي توليد شدند. براي آسيا كردن پودرها از دستگاه آسياي سايشي به مدت 50 ساعت و تحت اتمسفر آرگون استفاده شد. پودرهاي به دست آمده، به روش پرس گرم شكل داده شده و سپس تحت فرآيند اكستروژن داغ با نسبت اكستروژن 10:1 قرار گرفتند. مورفولوژي و خواص پودرهاي آسيا شده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) و آناليز XRD مورد بررسي قرار گرفت. براي مقايسه خواص مكانيكي نمونه هاي اكسترود شده از آزمون كشش و سختي استفاده شد. نتايج نشان مي دهند حضور ذرات B4C باعث تشديد نرخ كارسختي در پودر Al2024 در حين فرآيند آسياي مكانيكي مي شود. مقادير به دست آمده از آزمون كشش و سختي نيز بيانگر اين مطلب است كه فرآيند آسياي مكانيكي و ذرات B4C باعث افزايش استحكام و سختي آلياژ Al2024 مي شوند اما انعطاف پذيري آن را به شدت كاهش مي دهند.

In this study, mechanical milling was used to synthesize nanostructured Al2024 and Al2024-B4C nanocomposite powders in attrition mill under argon atmosphere up to 50 h. The mechanically milled powders were extruded at an extrusion ratio of 10:1. X-ray diffraction (XRD), tensile and hardness tests were used to characterize the powders and hot extruded samples. The morphology of the mechanically milled powders was also investigated by transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the addition of B4C particles accelerate the milling process, leading to a faster work hardening rate and fracture of aluminum matrix. Furthermore, the results revealed a lower elongation, higher strength and hardness for Al2024-B4C nanocomposite in contrast to the coarse grained Al2024 and nanostructured Al2024 matrix.