تاثير فرايند نورد اتصالي تجمعي روي ريزساختار و سختي كامپوزيت ريختگي A356/TiC

Effect of accumulative roll bonding process on microstructure and hardness of A356/TiC cast composite

در اين پژوهش به بررسي تاثير فرايند نورد تجمعي (ARB) روي ريزساختار و سختي كامپوزيت ريختگي آلومينيم 356/كاربيد تيتانيم كه توسط ريخته گري نيمه جامد توليد شده است، پرداخته شد. فرايند ARB تا 4 سيكل روي كامپوزيت زمينه ي آلومينيمي حاوي 10 درصد حجمي كاربيد تيتانيم با ميانگين اندازه ذرات كمتر از 10 ميكرومتر در دماي محيط انجام شد. بررسي هاي ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري و سختي توسط آزمون هاي ماكروسختي و ميكروسختي انجام گرديد. نتايج نشان داد كه با افزايش تعداد سيكل هاي فرايند ARB، توزيع ذرات كاربيد تيتانيم در زمينه ي آلومينيوم همگن شد و ذرات سيليسيم موجود در زمينه، كوچك تر و كروي تر شدند. از طرفي، مناطق عاري از ذرات حذف شده و كيفيت پيوند بين ذرات كاربيد تيتانيم و فاز زمينه بهبود پيدا كرد. علاوه بر آن، تخلخل موجود در ساختار ريختگي نيز به طور قابل توجهي كاهش يافت. بررسي هاي مربوط به سختي نشان داد كه سختي نمونه ها در دو سيكل اول فرايند، افزايش چشمگيري داشت و پس از آن اثر تعداد سيكل ها بر سختي كمتر شد. به طور كلي ريزساختار كامپوزيت ريختگي آلومينيم 356/كاربيد تيتانيم بعد از طي كردن 4 سيكل فرايند نورد تجمعي به شكل قابل ملاحظه اي اصلاح گرديد به طوري كه باعث افزايش ماكروسختي اين كامپوزيت به ميزان 170 درصد نسبت به نمونه ي ريختگي شد. در نهايت نتايج ميكروسختي نشان داد كه با افزايش تعداد سيكل ها، مقدار نوسان سختي در طول ضخامت كامپوزيت ها كاهش يافت.

In this study, the effect of accumulative roll bonding (ARB) process on microstructure and hardness of cast A356/titanium carbide composite produced by semi-solid processing is evaluated. ARB process up to 4 cycles on the composite containing 10 vol.% titanium carbide with an average particle size less than 10 μm was performed at ambient temperature. Microstructural examination by optical microscope and harness tests including macrohardness and microhardness was done The results showed that by increasing the number of process cycles, the distribution of the Si and TiC in the aluminum matrix was modified, the particles became finer and more spheroidal. On the other hand, particle free zones were removed and the quality of the bond between the particles and the matrix improved. In addition, the porosity in the casting structure significantly decreased. It was found that the hardness in the first two cycles greatly increased, and then the number of cycles had less effect on the hardness value. In general, the microstructure of the composite after 4 cycles of ARB process was considerably refined so that the increased hardness of the composite was 170% compared to the cast. The results showed that by increasing the number of ARB cycles, the amount of fluctuation in the thickness of the composite decreased.