تولید و مشخصه یابی ریزساختاری و خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی لایه ای زمینه آلومینیومی شامل تقویت کننده های ذرات SiC و ذرات آمورف پایه آهن

مقدمه و اهداف: یکی از روش های بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه فلزی، ایجاد ساختار ناهمگن لایه ای در آن ها است. براین اساس، این پژوهش با هدف توسعه کامپوزیت زمینه آلومینیومی با ساختار لایه ای حاوی تقویت کننده های هیبریدی ذرات سرامیکی SiC و ذرات آمورف پایه آهن و بررسی خواص مکانیکی آن انجام شد. مواد و روش ها: ساختار ناهمگن متشکل از لایه های متناوب آلومینیوم خالص و کامپوزیت با ضخامت های مختلف ازطریق روش متالورژی پودر و به کارگیری روش تف جوشی به کمک قوس پلاسما ایجاد شد. ویژگی های ریزساختاری و فازی کامپوزیت های تولیدی توسط میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ نوری و پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت و ارتباط آن ها با خواص مکانیکی مشخص شد. یافته ها: مطالعات ریزساختاری شامل بررسی مقدار تخلخل به همراه نتایج چگالی سنجی، نشان از بهبود رفتار چگالش کامپوزیت های لایه ای حین فرایند تف جوشی با افزایش ضخامت لایه آلومینیوم خالص داشت. همچنین، توزیع ذرات تقویت کننده با افزایش کسر حجمی لایه آلومینیوم خالص نسبت به لایه کامپوزیتی بهبود یافت. یافته های مربوط به تغییرات فازی در تمام نمونه های تف جوشی شده، نمایانگر عدم تغییر ماهیت ذرات تقویت کننده و همچنین عدم تشکیل محصولات شیمیایی در مرز مشترک ذرات تقویت کننده و زمینه حین عملیات تف جوشی بود. خواص مکانیکی کامپوزیت حاصل نشان از استحکام و انعطاف پذیری بالای کامپوزیت های تولیدی داشت به نحوی که استحکام فشاری ۱۹۱ MPa و کرنش شکست ۲۰ درصد برای نمونه دارای کسر حجمی بالاتر از لایه کامپوزیتی به دست آمد. نتیجه گیری: ایجاد ساختار لایه ای در کامپوزیت هیبریدی با تغییر رفتار چگالش و توزیع ذرات تقویت کننده، موجب بهبود خواص مکانیکی در مقایسه با کامپوزیت همگن شد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت هیبریدی ، متالورژی پودر ، ساختار لایه ای ، ریزساختار ، خواص مکانیکی