اثر تخلخل بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت Al2O3(p)/A356

Effect of porosity on microstructure and mechanical properties of Al2O3(p)/Al-A356 MMC

وجود تخلخل و حضور لايه هاي گازي در اطراف ذرات آلومينا از جمله مهمترين دلايل كاهش خواص مكانيكي كامپوزيت هاي زمينه آلومينيمي محسوب مي شوند. در اين پژوهش به منظور كاهش تخلخل، افزايش ترشوندگي و همچنين توزيع يكنواخت ذرات در زمينه از سه روش استفاده شد؛ استفاده از گاز خنثي به-منظور تزريق ذرات با دبي 5 ليتر بر دقيقه، عمليات حرارتي ذرات در دماي ?C 1100 به مدت 20 دقيقه و آسياب ذرات آلومينا با ذرات كمكي آلومينيم با نسبت 1 به 1. تاثير هركدام از اين عوامل بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج ريزساختاري و خواص مكانيكي بالا بودن ميزان تخلخل، تجمع ذرات و عدم توزيع يكنواخت ذرات در كامپوزيت زمينه آلومينيمي با تزريق دستي ذرات را نشان داد. درحالي كه تزريق با گاز خنثي، استفاده از عمليات حرارتي و آسياب ذرات آلومينا با ذرات كمكي آلومينيم موجب بهبود ترشوندگي و توزيع ذرات آلومينا در مذاب آلومينيم شد. همچنين نتايج نشان داد كه بيشترين مقدار سختي، استحكام فشاري و انرژي ضربه اي به ترتيب با 7/78 برينل، 1/539 مگاپاسكال و 2/8 ژول در نمونه كامپوزيتي زمينه آلومينيمي تقويت شده با ذرات آسياب شده آلومينا/آلومينيم به دست آمد.

Presence of porosity and gas layers around the Al2O3 particles is one of the most important reasons for decreases in mechanical properties of aluminum metal matrix composites. In this research, to decrease porosity, increase wettability and uniform distribution of particles in matrix three methods were used; using inert gas for injection powder with 5 l/min flow rate, particles were heat treated at 1100 ?C for 20 min and Al2O3 particles were milled with Al particles at a ratio of Al / Al2O3= 1. The effect of these parameters on microstructure and mechanical properties of composite were investigated. The results showed that the amount of porosity and agglomeration of particles was high in metal matrix composite with handy injection of particles. While injection with inert gas, using heat treatment and Al/Al2O3 milling caused improved wettability and uniform distribution of particles in molten Al. The results showed the maximum value of hardness, compression strength and impact energy was obtained in metal matrix composite reinforced with Al / Al2O3 milled with value of 78.7 BHN, 539.1 MPa and 8.2 Joule, respectively.