بررسي اثر عمليات حرارتي بر خواص تريبولوژيكي و مكانيكي كامپوزيت AA8090/6%SiCp

Study on Effect of Heat Treatment on Mechanical and Tribological Properties of AA8090/6%SiCp Composite

آلياژ آلومينيوم 8090 جز آلياژهاي Al-Li مي باشد كه امروزه به دليل چگالي پايين و استحكام بالا در اثر انجام عمليات حرارتي، كاربردهاي زيادي در صنايع هوافضا پيدا كرده است. در اين پژوهش كامپوزيت پايه ي اين آلياژ مقاوم شده با 6% ذرات كاربيد سيليسيم به روش اصلاح شده ي گردابي توليد گرديده و سپس مورد عمليات اكستروژن قرار گرفت. از ميله ي اكسترود شده نمونه هاي سايشي از مابقي آن طي فرايند نورد گرم، تسمه هايي به ضخامت 2 ميليمتر تهيه شد. در ادامه عمليات حرارتي رسوب سختي (T6) در دماي 190 درجه سانتيگراد با گرمايش معمولي، حرارت دهي سريع در كوره مادون قرمز و همينطور پيرسازي پس از كوينچ جهت دار بر روي آنها صورت پذيرفت. سپس سختي سنجي در زمانهاي مختلف، آزمون كشش و سايش در زمان مربوط به پيك سختي انجام شد. نتايج خواص مكانيكي نشان داد كه رسوب سختي پس ازكوينچ جهت دار نسبت به پيرسازي معمولي، زمان رسيدن به بيشينه سختي را از 16 ساعت به 6 ساعت كاهش داده، ميزان بيشينه سختي را تا 20 درصد افزايش داده، ميزان استحكام كششي نهايي، تنش تسليم و درصد ازدياد طول در پيك سختي را به ترتيب تا 16، 16 و 40 درصد افزايش داده است. از نتايج مربوط به آزمون سايش نيز مشخص گرديد كه در بار 10 نيوتن سايش خراشان، مكانيزم حاكم بوده و نوع عمليات حرارتي تاثير چنداني بر نرخ سايش نداشت. با افزايش بار سايشي آثار ورقه اي شدن ملاحظه گرديد كه در بار اعمالي 30 نيوتن به دليل تغيير مكانيزم سايش به نوع چسبان، يك انتقال از سايش ملايم به شديد پديد آمد. در بار اعمالي 30 نيوتن نمونه ي تحت عمليات رسوب سختي پس از كوينچ جهت دار نرخ سايش كمتري را نسبت به نمونه هاي تحت انواع ديگر عمليات حرارتي اعمالي نشان داد.

AA8090 is a certain type of Al-Li alloys that due to low density and high strength after heat treatment has recently found many applications in aerospace industry. In this research work, the AA8090/6%SiCp composite was produced by modified stir casting and then was subjected to hot extrusion treatment. A part of extruded rods were used to prepare wear test samples and the remaining part was converted to stripes with 2 mm thickness by hot rolling process. Precipitation hardening with conventional heating, age hardening with rapid heating and precipitation after directional quenching were done on samples. Hardness test at different time, tensile and wear tests at peak of hardness time were carried out on samples. The results of mechanical properties revealed that precipitation hardening after directional quenching reduced the peak of hardness time from 16 to 6 hours and increased the peak of hardness by 20 %, and improved tensile strength, yield stress and elongation by 16, 16 and 40 %, respectively. The results of wear test indicated that at 10 N load the abrasive wear was the dominant wear mechanism and the type of heat treatment had no significant effect on wear rate. Increasing in load showed delamination and at 30 N load a transition from mild wear to severe wear occurred due to a change in wear mechanism to adhesive wear. At this load the samples without heat treatment showed the lower wear rate in comparison to samples that were subjected to heat treatment.