بررسي خواص مكانيكي و ساختار فوم كامپوزيتي زمينه آلومينيومي تهيه شده به روش ريخته-گري گرانشي با استفاده ازكره هاي تو خالي فولادي

An Investigation in mechanical properties and structure of aluminum matrix composite foam consists of steel hollow spheres processed by gravity casting

فوم كامپوزيتي فلزي، گروه جديدي از خانواده مواد متخلخل و سلولي است. اين مواد علاوه بر داشتن دانسيته و وزن كم قابليت جذب انرژي بالايي دارند كه براي استفاده در صنايعي چون خودروسازي بسيار مناسب مي باشد. در اين تحقيق فوم كامپوزيتي زمينه آلومينيومي با استفاده از كره هاي تو خالي فولاد كم كربن و فولاد زنگ نزن به روش ريخته گري گرانشي توليد شد. اين فوم شامل كره هاي تو خالي در زمينه اي از آلياژ آلومينيوم A356 است. در اين تحقيق رفتار جذب انرژي فوم كامپوزيتي تحت نيروي تك محوري فشاري بررسي شد. نتايج نشان مي دهد كه اين فوم ها نه تنها استحكام بيش تري نسبت به فوم هاي تجاري ساخته شده از مواد مشابه دارد، بلكه نسبت استحكام به چگالي بالاتري نيز دارند. علاوه بر اين، فوم هاي فلزي معمولا به دليل غيرهمسانگرد بودن ساختار و غير قابل پيش بيني بودن رفتار فوم تحت اعمال نيرو، محدوديت هاي كاربردي دارند. اما فوم هاي كامپوزيتي ساخته شده با استفاده از كره هاي تو خالي به دليل يكسان بودن شكل، اندازه و ضخامت ديواره سلول ها داراي ساختاري همسانگرد و در نتيجه رفتاري قابل پيش بيني تر نسبت به فوم هاي فلزي رايج دارند.

Composite Metal Foams (CMF) is a new generation of cellular materials. This group of materials has high energy absorption capacity in addition to their low density and weight. All these properties together make them suitable for a large number of industrial application such as automotive industry. In presented research, aluminum matrix composite foam consist of low carbon and stainless steel hollow spheres, has been produced through gravity casting. This foam contains hollow spheres in matrix of A356 aluminum. Energy absorption of produced composite metal foam has investigated under uniaxial compression load. Results revealed that these foams not only have higher strength than current commercial foams produced from the same material, but they have higher strength to density ratio. In current commercial foams prediction of properties face some limitations due to their anisotropic structure. However, in composite metal foams this problem has addressed by more isotropic structure, which is naturally a result of similar shape, size and wall thickness of individual cells.