تولید کامپوزیت سطحی آلومینیم ۲۰۲۴ تقویت شده با نانو ذرات کاربید بور توسط فرآوری اصطکاکی اغتشاشی

در این پژوهش نانو کامپوزیت آلومینیم ۲۰۲۴ و ذرات کاربید بور با میانگین اندازه ۶۰ نانومتر توسط فرآوری اصطکاکی اغتشاشی تولید و ریزساختار و خواص مکانیکی و خوردگی آن بررسی شد. جهت تعیین شرایط بهینه و حصول نمونه بدون عیب، عملیات اصطکاکی اغتشاشی با سرعت های دورانی مختلف در سرعت پیشروی ثابت ۲۵ میلیمتر بر دقیقه روی نمونه های بدون پودر انجام شد. بر اساس این بررسی ها نمونه بهینه در سرعت دورانی ۸۵۰ دور بر دقیقه و پیشروی ۲۵ میلیمتر بر دقیقه به دست آمد. برای بررسی ریز ساختار از میکروسکوپ نوری و الکترونی استفاده شد. نتایج نشان داد که با اضافه کردن ذرات تقویت کننده و تعداد پاس ها میانگین اندازه دانه در ناحیه اغتشاشی کاهش پیدا می کند. همچنین توزیع یکنواختی از ذرات تقویت کننده پس از ۴ پاس عملیات به دست آمد. برای بررسی خواص مکانیکی آزمون های میکروسختی و سایش انجام شدند. در تطابق با مشاهدات ریزساختاری، بالاترین سختی و مقاومت در برابر سایش در نمونه چهار پاسه مشاهده شد. بهبود در خواص مکانیکی با افزایش تعداد پاس ها به ریزتر شدن ساختار و توزیع همگن ذرات تقویت کننده نسبت داده شد. در مقابل مشاهده شد که در نمونه بدون ذرات تقویت کننده سختی پس از یک پاس عملیات نسبت به سختی اولیه کاهش پیدا کرد. این مساله به انحلال رسوب های موجود در فلز پایه به علت دمای بالای عملیات نسبت داده شدند. همچنین نتایج آزمون الکتروشیمیایی نشان داد که رفتار خوردگی نمونه ها با اضافه کردن ذرات تقویت کننده و افزایش تعداد پاس بهبود پیدا می کند.

کلیدواژه ها:

Al۲۰۲۴ ، Nano composite ، Friction stir processing ، B۴C ، mechanical properties ، آلومینیم ۲۰۲۴ ، نانو کامپوزیت ، فرآوری اصطکاکی اغتشاشی ، کاربید بور ، خواص مکانیکی