بررسي خواص سايشي آلياژهاي Al-(5-13)Si-Fe

An Investigation on the wear behavior of Al-(5-13)Si-Fe Alloys

در اين تحقيق تاثير آهن (wt%2-2/0) بر خواص سايشي آلياژهاي Al-(5-13)Si مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش هاي سايش در دماي محيط، بار N45، سرعت m/s13/0 و مسافت m1000 به روش پين روي ديسك انجام شدند. بر اساس نتايج به دست آمده، در غلظت هاي آهن كمتر از غلظت بحراني (wt%2/1 در اين تحقيق)، افزايش سيليسيم موجب شكل گيري صفحات ظربف AlFeSi در نواحي بين دندريتي شده و بواسطه افزايش سختي زمينه و كاهش سيلان پلاستيك لايه هاي زير سطحي و پيرو آن افزايش پايداري لايه تريبولوژيكي و كاهش چسبندگي بين سطوح، مقاومت سايشي بهبود مي يابد بگونه اي كه نرخ سايش آلياژ Al-13Si-0.8Fe حدود 50 درصد كمتر از نرخ سايش آلياژ Al-5Si-0.8Fe است. تحت اين شرايط مكانيزم سايش عمدتا برداشت كنترل شده ماده از لايه تريبولوژيكي با مكانيزم ورقه اي شدن و سايش خراشي است. در غلظت هاي آهن بيش از مقدار بحراني، با وجود افزايش سختي زمينه با افزايش غلظت سيليسيم، به دليل افزايش ابعاد و كسر حجمي تركيبات صفحه اي شكل AlFeSi و شكل گيري رسوبات درشت اوليه در زمينه، شكل گيري و اشاعه ترك هاي زير سطحي تسهيل گرديده و با افزايش ناپايداري لايه تريبولوژيكي، برداشت ماده از سطح با مكانيزم سايش ورقه اي و خراشي لايه تريبولوژيكي تشديد مي شود.

The Effect of Fe addition (0.2-2wt%) on the wear behavior of Al-(5-13)Si alloys was investigated. The pin-on-disk wear tests were conducted at room temperature, under normal load of 45N, sliding speed of 0.13 m/s for sliding distance of 1000m. The results showed that bellow a critical Fe content (1.2wt% in this research), Si addition improved the wear resistance. In this regard, the wear rate of Al-13Si-0.8Fe alloy was observed to be less than 50% of Al-5Si-0.8Fe. This could be attributed to the fine distribution of hard AlFeSi platelets in interdendritic regions that increased the hardness and decreased the subsurface deformation and asperities adhesion. So, controlled delamination within tribolayer as well as abrasive wear could be proposed as the main wear mechanisms. Formation of large primary AlFeSi platelets at the iron content of more than critical value, however, facilitates the initiation and propagation of subsurface cracks and instability of tribolayer. This led to the higher delamination and abrasive wear with higher Si containing alloys.