اثر كسر حجمي فاز تقويت كننده بر فصل مشترك سيم/ زمينه و خواص مكانيكي كامپوزيت زمينه آلومينيوم A356 مقاوم شده با سيم هاي فولادي

Effect of the volume fraction of reinforcement on the wire/matrix interface and mechanical properties of steel wire-reinforced A356 aluminum alloy composite

در اين تحقيق از روش جديد ريخته گري توپر جهت توليد كامپوزيت زمينه آلومينوم A356 تقويت شده با سيم هاي فولاد ساده كربني استفاده شد. سيم ها به صورت يك شبكه دو بعدي و در دو جهت عمود بر هم آرايش يافته بودند. سه كسر حجمي متفاوت (5/77 و 10/90 و 17/66 درصد) براي فاز تقويت كننده مورد استفاده قرار گرفت. مشاهده شد كه با تقاويت آلياژ A356 با سيم هاي فولادي به هم مرتبط، سختي و استحكام به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد. نتايج حاصل از آزمون كشش نشان داد كه با بالا رفتن كسر حجمي فاز تقويت كننده از 5/77 تا 17/66 درصد، استحكام كششي نهايي به ميزان 18 تا 30 درصد افزايش و ميزان شكل پذيري به ترتيب 44 و 62 درصد ( نسبت به زمينه آلياژ آلومينيوم A356) كاهش مييابد. بررسي و تحليل ريزس اختار كامپوزيت ها بااستفاده از تصاوير SEM و آناليز EDX، حاكي از تشكيل فاز واكنشي با تركيب شيميايي Fe25Al60(Si,Mg)15 در فصل مشترك سيم / زمينه بود. اندازه گيري ضخامت لايه واكنشي نشان داد كه با افزايش كسر حجمي فاز تقويت كننده، ضخامت اين لايه نيز افزايش مي يابد.

In this study, an aluminium alloy, A356, was reinforced with the interconnected, bidirectional, steel wire preforms. Three different wire volume fraction were used (5.77, 10.90, 17.66 percent). The composites were produced by lost foam casting process. Hardness test and tension test were conducted on aluminium alloy and composite specimens, and the microstructure of the specimens was examined with optical and scanning electron microscopes. Micro structural characterization conducted on the composite samples showed good interfacial integrity. Hardness and strength of composites increased as compared to matrix alloy. The mechanical properties of these composites were measured and the results were correlated with the microstructure observations. With increase in reinforcement volume fraction from 5.77% to 17.66%, the UTS increased from 18% to 30%, But % elongation decreased from 44% to 62%. The intermetallic phase formed between the wires and the matrix was identified as Fe25Al60(Si,Mg)15. It is observed that high reinforcement volume fraction result in more thick reaction layar.