بررسی ریزساختار و خواص سایشی نانوکامپوزیت A356/Al2O3 تولید شده به روش ریخته‌گری همزدنی

Abstract

تأثیر نانو ذرات آلومینا با اندازه متوسط 40 نانومتر بر ریزساختار و رفتار سایشی نانو کامپوزیت با زمینه‌ی آلیاژ A356 آلومینیم تهیه شده به روش ریخته‌گری هم زدنی، مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات آلومینا با مقادیر 1، 5/1 و 2 درصد وزنی به همراه گاز خنثی به داخل مذاب آلیاژ زمینه که به طور مکانیکی هم زده می‌شد، اضافه گردید. برای بهبود ترشوندگی نانوذرات، منیزیم خالص به مقدار یک درصد وزنی به مذاب افزوده شد. ریزساختار نانوکامپوزیت تهیه شده توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که نانو ذرات از توزیع نسبتاً یکنواختی برخوردارند. اندازه‌گیری درصد تخلخل نمونه‌های نانوکامپوزیتی با استفاده از روش ارشمیدس نشان داد که با افزایش درصد وزنی نانو ذرات، درصد تخلخل نیز از 3/1 به 2/3 درصد افزایش پیدا کرد. نشان داده شد که با افزایش درصد وزنی نانو ذرات، مقدار تخلخل افزایش یافت. به منظور بررسی رفتار سایشی، نمونه‌ی حاوی 1 درصد وزنی نانو ذرات آلومینا که دارای کمترین میزان تخلخل و یکنواخت ترین توزیع نانو ذرات بود، انتخاب شد. بر اساس نتایج آزمون سایش، نانو کامپوزیت مورد آزمایش از مقاومت سایشی بالاتری در مقایسه با آلیاژ زمینه برخوردار بوده است. مطالعه سطوح تحت سایش و نواحی زیر آن نشان داد که مکانیزم غالب در این فرآیند سایش، سایش چسبان به همراه تشکیل لایه‌ی مختلط مکانیکی است که در مورد نمونه‌ی نانو کامپوزیتی، به دلیل مقاوم‌سازی ناشی از حضور نانو ذرات، این مکانیزم با نرخ کمتری صورت گرفته است.