تولید مادهی مرکب زمینه آلومینیم تقویت شده با ذرات میکرونی آلومینا بهروش نورد تجمّعی (ARB) و بررسی تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی آن

Abstract

فرایند نورد تجمّعی (ARB) به‌عنوان یکی از روش­های تغییر شکل موم‌سان شدید، در دهه‌ی گذشته مورد توجه زیاد پژوهشگران قرار گرفته است. توزیع نامناسب ذرات تقویت کننده در مواد مرکب زمینه فلزی در فرایند تولید آن‌ها با ریخته­گری، موجب شده است تا پژوهشگران به‌دنبال استفاده از فرایند نورد در تولید آن‌ها باشند. در این پژوهش، ماده‌ی مرکب زمینه آلومینیم تقویت شده با ذرات میکرونی آلومینا (₃O₂vol %Al1-Al) به‌روش نورد تجمّعی پس از شش سیکل نورد تهیّه شد و برای بررسی دقیق­تر روند تغییرات خواص نمونه­های ماده‌ی مرکب تولید شده در هر سیکل، نمونه‌هایی از آلومینیم خالص نیز به‌همین روش تولید شد. ریزساختار نمونه‌ها در جهت نورد و بر روی سطح مقطع عرضی آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی بررسی شد و سطوح مقطع شکست نمونه­های مربوط به سیکل آخر به‌کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. خواص مکانیکی نمونه‌ها با انجام آزمون‌های کشش و اندازه کریستال­های زمینه آلومینیم در سیکل آخر توسط پراش پرتوی ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمون‌ها حاکی از حذف شکاف­ها در فصل مشترک بین لایه‌ها و حفره‌های بین ذرات آلومینا و زمینه آلومینیمی و بهبود توزیع ذرات در زمینه با افزایش تعداد سیکل­های فرایند نورد بود. در حالت کلی با افزایش تعداد سیکل­های نورد، استحکام کششی نمونه‌ها افزایش و انعطاف‌پذیری آن‌ها کاهش یافت و زمینه آلومینیمی با حضور ذرات در نمونه کامپوزیتی نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی در همین روش، ریزدانه­تر شد. .