بررسی رفتار مکانیکی و ریزساختار کامپوزیت آلومینیوم- الیاف بازالت ساخته شده به روش اختلاط جریان برشی

ساخت کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با الیاف یکی از چالش های بزرگ مهندسی در صنایع مختلف به دلیل محدودیت های تولید آن می باشد. در این پژوهش سعی شده است تا با استفاده از روش اختلاط جریان برشی به عنوان روشی جدید در حالت نیمه جامد و با کمک نیروی برشی در فرآیند تولید کامپوزیت زمینه آلومینیوم تقویت شده با الیاف استفاده شود. بدین منظور الیاف بازالت (با درصدهای حجمی ۲، ۴ و ۶) در مذاب آلومینیوم A۳۵۶ توزیع شده و با ایجاد جریان برشی در محدوده دمای نیمه جامد آلومینیوم، نمونه های کامپوزیتی ساخته شدند. جهت بررسی رفتار مکانیکی کامپوزیت ها از آزمون سختی برینل و پانچ برشی استفاده شد. همچنین بررسی های ریزساختاری به همراه آنالیز عنصری توسط میکروسکوب الکترونی روبشی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش درصد الیاف بازالت به طور هم زمان سختی، استحکام برشی و استحکام کششی بهبود یافته و در نهایت باعث بهبود استحکام نهایی کامپوزیت گردیده است. استحکام برشی از ۱۱۹.۱ مگاپاسکال برای نمونه بدون الیاف به ۱۳۲.۳ مگاپاسکال در کامپوزیت تقویت شده با ۶ درصد حجمی الیاف بازالت افزایش یافت. همچنین نتایج آزمون سختی، افزایش سختی از ۶۲.۳ به ۷۰.۸ برینل را در نمونه حاوی ۶ درصد حجمی الیاف بازالت نشان داد. استحکام کششی نهایی در این نمونه نیز بهبود ۱۰.۹ درصدی را نشان داد. بررسی های میکروساختاری نشان داد که تشکیل ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک باعث بهبود خواص مکانیکی در این کامپوزیت شده است.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت زمینه فلزی ، اختلاط جریان برشی ، خواص مکانیکی ، رفتار سختی ، الیاف بازالت