تف جوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) پودر آلیاژ آلومینیوم ۳۰۰۰ و ۵۰۰۰ تهیه شده از بازیافت قوطی های مستعمل نوشیدنی

چکیدهمقدمه: در تحقیق حاضر، قطعات بالک آلومینیم با روش تف­ جوشی پلاسمای جرقه ­ای پودر آلیاژهای آلومینیوم ۳۰۰۴ و ۵۱۸۲ که یکی از روش­ های نوین متالورژی پودر برای تولید قطعات فلزی است، تولید شدند. پودر آلیاژ آلومینیوم از طریق بازیافت قوطی­ های آلومینیومی مستعمل نوشیدنی که متشکل از آلیاژ ۵۱۸۲ برای قسمت سر و ۳۰۰۴ برای قسمت بدنه قوطی هستند؛ با استفاده از دستگاه آسیای گلوله ­ای سیاره ­ای حاصل شده ­بود.روش­: پودرهای آلیاژ ۵۱۸۲ و آلیاژ ۳۰۰۴ تحت شرایط؛ به ­ترتیب در دمای ۵۳۰  و ۵۷۰ درجه سانتی­گراد، با نرخ گرمایش  ۲۰ درجه سانتی گراد بر دقیقه، تحت خلا به مدت زمان ۳۰ دقیقه و فشار اعمالی تک محوره تا حداکثر ۳۵ مگا پاسکال در قالب گرافیتی با قطر ۲۵ میلی­ متر، هر کدام بطور جداگانه به روش پلاسمای جرقه­ ای تف­ جوشی شدند. محصول تف ­جوشی، قطعات قرصی شکل با قطر ۲۵ میلی ­متر و ضخامت ۱۷ میلی­ متر بودند. ابتدا چگالی هر قرص به روش ارشمیدس تعیین شد. سپس برای بررسی استحکام کششی از هر کدام از آلیاژهای ساخته شده، بترتیب ازنواحی بالا، وسط و پائین سطح مقطع هر قرص سه نمونه استخراج شد. ریزساختار بررسی و خواص مکانیکی نظیر استحکام کششی و سختی تعیین گردید.یافته­ ها: چگالی نمونه ۵۱۸۲  و ۳۰۰۴ به ترتیب  ۶۱/۲ و  g/cm۳ ۷۱/۲ به دست آمده، همچنین میانگین سختی برای نمونه ۵۱۸۲ و نمونه ۳۰۰۴ به­ترتیب، ۱۱±۱۰۹ و  HV۸±۲۳۱ و میانگین استحکام کششی برای این دو آلیاژ بترتیب ۷±۱۹۴ و  MPa۱۷±۲۴۳ اندازه­گ یری شده است.  تف­ جوشی هر دو آلیاژ با مکانیزم تف­ جوشی فاز مایع فراجامد تحت فشار انجام شده است. مطالعات ریزساختاری و شکست نگاری حاکی از پیدایش ساختار گرادیانی است، بطوریکه در ناحیه پائینی هر دو نمونه ساختار متراکم­ تری بدلیل تجمع فاز مایع بوجود آمده است. ضمنا فازهای ناپایدار در ریزساختار آلیاژ تف­ جوشی شده­ ی ۳۰۰۴ ریزتر از آلیاژ ۵۱۸۲ است که بدلیل متراکم بودن بیشتر آن آلیاژ است.نتیجه­ گیری: با توجه به ریزساختار و موفولوژی شکست می ­توان نتیجه گرفت که قابلیت تف­جوشی آلیاژ ۳۰۰۴ بهتر از آلیاژ ۵۱۸۲ است و هم چنین خواص فیزیکی و مکانیکی بهتری دارد. ضمنا گرادیان بوجود آمده در فرآیند تف­جوشی قوس پلاسما از اهمیت به­ سزایی برخوردار است، که این رخداد به ­ویژه در آلیاژ ۵۱۸۲ بوضوح قابل ردیابی و تعقیب است.

کلیدواژه ها:

پودر آلومینیوم ، تف جوشی پلاسمای جرقه ای ، خواص مکانیکی ، قطعات بالک نانوساختار