بررسی ریزساختار و مشخصه های ترمومکانیکی کامپوزیت درجای Al-۱۵%Mg۲Si-۰.۵%Er در آزمون فشار داغ

در این پژوهش تاثیر همزمان اصلاح ذرات تقویت کننده Mg۲Si در کامپوزیت درجای Al-Mg۲Si با استفاده از اربیوم و آزمون فشار داغ در دماهای ۳۰۰، ۳۵۰، ۴۰۰ و ۴۵۰ °C و نرخ کرنش ۰.۰۰۱، ۰.۰۱، ۰.۱ و ۱ s-۱ مورد بررسی قرار گرفت. تحولات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM) و مشخصه های ترمومکانیکی با در نظر گرفتن معادلات بنیادی آرنیوسی تحلیل شدند. نتایج نشان داد که افزودن ۰.۵ درصد وزنی اربیوم، مورفولوژی ذرات Mg۲Si اولیه را از حالت دندریتی به چندوجهی تغییر داد و اندازه متوسط آنها را از ۵۶ به ۱۵ میکرومتر کاهش داد. مورفولوژی ذرات Mg۲Si یوتکتیکی نیز از حالت لایه ای به الیاف کوتاه و نقطه ای تبدیل شد که این تغییر ناشی از اصلاح انرژی فصل مشترک میان فازهای α-Al و Mg۲Si است. علاوه بر این، فرآیند ترمومکانیکی از طریق مکانیزم های خردایش مکانیکی، کروی شدن ذرات و تبلور مجدد دینامیکی، اصلاح ریزساختار را تسریع کرد. با تحلیل منحنی های تنش-کرنش و انجام برازش خطی مقادیر نرخ کرنش، دما و تنش سیلان پیک، ثوابت معادلات بنیادی محاسبه و تغییرات آن ها بر حسب پارامترهای فرآیندی بررسی شد. طبق نتایج، انرژی اکتیواسیون حرارتی برابر ۲۵۹.۱۴ kJ.mol-۱ بدست آمد و در نهایت دقت معادلات بنیادی با مقایسه مقادیر تنش سیلان اندازه گیری شده و پیش بینی شده ارزیابی گردید.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت درجای Al-Mg₂Si ، اربیوم ، تکامل ریزساختاری ، آزمون فشار داغ ، معادلات بنیادی