ساخت ورق کامپوزیت پایه آلومینیومی با ساختار هدفمند با استفاده از روش متالورژی پودر و نورد گرم

Abstract

امروزه استفاده از مواد با ساختار هدفمند به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد این‌گونه مواد در ارائه خواص چندگانه و گاهی متضاد در یک حجم ماده، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف به‌خصوص صنایع هوافضا، توربوماشین ها، صنایع پوشش دهی و ... پیدا کرده است. هدف این مقاله تولید ورق هدفمند کامپوزیت پایه آلومینیومی با تقویت‌کننده SiC و با استفاده از روش متالورژی پودر و نورد گرم میباشد. بدین منظور مقدار تقویت‌کننده در راستای ضخامت به‌صورت پله‌ای از مقدار صفرتا چهار درصد حجمی تغییر نموده است. نمونه‌ها در 4 مرحله شامل آسیابکاری مکانیکی، گاز زدایی، فشرده سازی سرد و تف جوشی تهیه‌ شده وسپس تا سه مرحله نورد گرم بر روی آنها انجام پذیرفته است. نحوه توزیع ذرات تقویت کننده در فاز ماتریس با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفته است . بعلاوه خواص مکانیکی نمونه ها شامل سختی، استحکام کششی و خمشی آنها اندازه گیری و گزارش‌ شده است. در نهایت نیز سطح شکست نمونه های آزمون کشش و خمش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد توجه قرار گرفته است. مطابق تصاویر به‌دست‌آمده از ریزساختار نمونه ها، ذرات تقویت کننده توزیع قابل قبولی در فاز ماتریس دارند. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش سختی و استحکام، با افزایش ذرات تقویت کننده و افزایش تعداد مراحل نورد است. بعلاوه مکانیزیم اصلی شکست در لایه آلومینیوم خالص ایجاد و رشد ترک بین ذرات پودر اولیه آلومینیوم است، در حالی که مکانیزم غالب در نمونه کامپوزیتی جدایش در سطح مشترک دو فاز و ایجاد ترک بعلت تجمع محدود ذرات تقویت کننده می باشد.