بررسی ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت Al/Y۲O۳ تقویت شده با نانو ذرات Y۲O۳ تولید شده با فرآیند نورد تجمعی (ARB)

کامپوزیت های زمینه فلزی آلومینیومی (AMMC) به دلیل وزن سبک و خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب و استحکام زیاد، در سالیان اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. اکسید ایتریم یک سرامیک اکسیدی می باشد که به دلیل خواصی همچون نقطه ی ذوب بالا و سختی زیاد، می تواند یک تقویت کننده ی مناسب برای فلز آلومینیوم باشد. فرآیند نورد تجمعی (ARB)، یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) می باشد که امکان تولید ورق های فوق ریز دانه با استحکام بالا را فراهم می کند. در این پژوهش، به منظور تولید کامپوزیت Al/Y۲O۳از فرآیند نورد تجمعی استفاده گردید. برای ساخت کامپوزیت زمینه فلزی، از ورق آلومینیوم خالص و ۸۹/۰ درصد حجمی نانو پودر اکسید ایتریم استفاده شد و فرآیند تا ۵ پاس تکرار شد. به منظور مطالعه ی تحولات ریز ساختاری، از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) بهره گرفته شد. خواص مکانیکی نمونه ها، توسط آزمون های کشش تک محور و سختی سنجی ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات ریز ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از این بود که تجمع لایه ی Y۲O۳ در بین ورق های آلومینیوم با افزایش پاس نورد، به خوشه های کوچک و ذرات پراکنده در زمینه تبدیل شد. نتایج بدست آمده از آزمون کشش پس از ۵ پاس بیانگر افزایش استحکام با افزایش چرخه های ARB بود و به مقدار ۱۸۷ مگاپاسکال در پاس آخر رسید که ۴/۲ برابر نمونه اولیه (آنیل) می باشد. سختی نانو کامپوزیتAl/Y۲O۳ تقریبا همان روند بهبود استحکام را دنبال کرد و با افزایش تعداد پاس، سختی نیز افزایش پیدا کرد و به ۵/۵۷ ویکرز در آخرین پاس رسید. درصد ازدیاد طول در اولین پاس با افت زیادی همراه بود و پس از آن به آرامی افزایش یافت و در پاس پنجم به ۸/۳% رسید.

کلیدواژه ها:

نورد تجمعی ، اکسید ایتریم ، Y۲O۳ ، آلومینیوم ، کامپوزیت ، خواص مکانیکی