بررسی رفتار مکانیکی کامپوزیت‌ Al A356- B4C/TiB2 تولیدشده به روش ریخته‌گری گردابی

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 17 اردیبهشت 1401  

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2022.74511.1037

نویسندگان

علی علیزاده ¹؛ مهدی عبدالهی²

¹مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، تهران، ایران

²دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوریهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهرا ن، تهران، ایرا ن

چکیده

در تحقیق حاضر، تاثیر افزودن میکروذرات کاربید بور (B4C) و نانوذرات دی‌بورید تیتانیم (TiB2) بر ریزساختار، استحکام کششی و سختی کامپوزیت زمینه آلومینیوم A356 مورد مطالعه قرار گرفت. تقویت‌کننده‌ B4C با درصدهای حجمی 5/2، 5 و 5/7 و تقویت‌کننده TiB2 با %5/2 حجمی به روش ریخته‌گری گردابی در دمای C° 1000 تحت فرآیند درجا به زمینه اضافه شدند. نانوذرات TiB2 با روش درجا به‌وسیله پیش مواد کریولیت (Na3AlF6) و اکسید تیتانیم (TiO2) و پتاسیم تترا فلورو بوراید (KBF4) در مذاب آلومینیوم فرآوری شد و میکروذرات B4C بصورت مستقیم وارد مذاب شد. به‌منظور بررسی ریزساختار و فرایند شکست، از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. همچنین از آزمون کشش و سختی به منظور بررسی رفتار مکانیکی کامپوزیت‌ استفاده شد. نتایج نشان داد افزودن B4C ابتدا باعث کاهش و سپس باعث افزایش استحکام کششی نهایی نسبت به نمونه بدون تقویت‌کننده شد. همچنین، بیشترین میزان استحکام کششی مربوط به نمونه حاوی %5/2 حجمی B4C و %5/2 حجمی TiB2 است که نسبت به نمونه بدون تقویت‌کننده 235 درصد بهبود نشان داد. اما استحکام کششی نمونه حاوی فقط %5/2 حجمی B4C نسبت به نمونه بدون تقویت‌کننده 35 درصد کاهش یافت. نتایج حاصل از آزمون سختی افت خواص در کامپوزیت حاوی %5/2 حجمی B4C را نشان داد. بیشترین بهبود سختی نیز مانند استحکام کششی در نمونه حاوی %5/2 حجمی B4C و %5/2 حجمی TiB2 بود که در مقایسه با نمونه بدون تقویت‌کننده 33 درصد افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

آلومینیوم A356؛ دی‌بورید تیتانیم؛ کاربید بور؛ ریخته‌گری گردابی