ارزيابي سختي و رفتار سايشي كامپوزيت سطحي هيبريدي Al7075/TiC/MoS2 توليد شده به روش فرايند اصطكاكي اغتشاشي

Hardness and Wear Behavior of Al7075/TiC/MoS2 Surface Hybrid Composite Produced by Friction Stir Processing

در اين تحقيق كامپوزيت­ سازي سطحي هيبريدي با ذرات تقويت ­كننده TiC و MoS2 روي زير لايه آلومينيوم 7075 آنيل­ شده با استفاده از فرآيند اصطكاكي اغتشاشي مورد بررسي قرار گرفته است. ذرات TiC و MoS2 در شياري بر روي سطح فلز پايه قرار گرفت و سپس عمليات اصطكاكي اغتشاشي طي سه پاس روي آن انجام شد. براي بررسي رفتار سايشي كامپوزيت­ هاي توليد شده از آزمون سايش رفت و برگشتي استفاده شد. به منظور تعيين مكانيزم ­هاي غالب سايش، مسير سايش و ذرات آن با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد مشاهده قرار گرفت. نتايج ريزساختار توزيع خوب و يكنواخت ذرات تقويت­ كننده پس از انجام سه پاس فرآيند اصطكاكي اغتشاشي را نشان مي ­دهد. دليل اين امر ميزان حرارت ورودي و سيلان ماده در حين فرآيند است. همچنين با توجه به اثرات فرآيند اصطكاكي اغتشاشي بر سختي و رفتار تريبولوژيكي آلياژ آلومينيوم 7075 و كامپوزيت ­هاي توليدي مي­توان گفت كه به دليل حضور ذرات تقويت­ كننده MoS2 به عنوان روان‌كار جامد در كامپوزيت سطحي Al7075/TiC/MoS2 مقاومت سايشي به طور قابل ملاحظه‌اي نسبت به Al7075/TiC بهبود يافت. مكانيزم سايش غالب در كامپوزيت سطحي Al7075/TiC به صورت سايش خراشان بود كه با افزودن ذرات تقويت ­كننده MoS2 و تشكيل كامپوزيت سطحي هيبريدي Al7075/TiC/MoS2 مقاومت سايشي به طور قابل ملاحظه ­اي بهبود يافت. بيشترين سختي مربوط به نمونه Al7075-TiC بود كه علت اين پديده حضور ذرات روانكار MoS2 با سختي كمتر در كامپوزيت هيبريدي Al7075/TiC/MoS2 است.

In this study, surface hybrid composites reinforced with TiC and MoS2 were fabricated on heat treated aluminum 7075 substrate via friction stir processing (FSP). For this purpose, reinforcement particles were added to the aluminum 7075 matrix using groove technique, afterward friction stir process was applied using three passes. To evaluate the wear behavior of fabricated composites, reciprocating wear test was applied. Scanning electron microscopy (SEM) was utilized to study wear track and wear particles in order to determine the dominant wear mechanism. The effect of friction stir process on hardness and tribological behavior of aluminum 7075 alloy was studied. The results showed that because of the existence of MoS2 reinforcement particles as solid lubricant, wear resistance of Al7075/TiC/MoS2 surface hybrid composite was significantly improved in comparison with Al/TiC composite samples. It was concluded that abrasive wear mechanism was the dominant mechanism in Al7075/TiC surface hybrid composites. The highest hardness was observed in Al7075/TiC surface hybrid composite, which may be due to the lower hardness of MoS2 particles as solid lubricant in Al7075/TiC/MoS2 surface hybrid composites