جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « آلومینیوم » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »
تکرار جستجوی کلیدواژه «آلومینیوم» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
کامپوزیت ها موادی ترکیبی با حداقل دو ماده هستند که یکی به عنوان زمینه و دومی به منظور افزایش خواص مفید به ماده پایه افزوده می شود. این مطالعه نیز در مورد یکی از کامپوزیت های پرکاربرد تحت عنوان کامپوزیت های زمینه آلومینیومی به همراه مواد تقویت کننده افزودنی شامل سیلیکون کارباید SiC است. از جمله مزایای این کامپوزیت ها می توان به مواردی مثل سختی و استحکام بالا و همین طور سبکی اشاره نمود . همچنین معایب آن قابلیت ضعیف ماشین کاری و سایش بالا در ابزارهای ماشین کاری است. تاکنون مطالعات متعددی برای بهبود قابلیت ماشین کاری کامپوزیت های پایه فلزی انجام گرفته است. بر اساس پیشینه پژوهش انجام شده در این حوزه، تحقیقات محدودی در مورد تاثیر روش های مختلف خنک کاری، بخصوص خنک کاری برودتی و استراتژی های مرتبط بر سایش و عمر ابزار برشی در ماشین کاری کامپوزیت های پایه فلزی صورت گرفته است. لذا در این مطالعه اثر پارامترهای برشی و خنک کاری برودتی بر سایش ابزار در ماشین کاری A356-10%SiC مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس تحلیل های آماری صورت گرفته مشاهده شد که اثر پارامترهای برشی و پارامترهای خنک کاری برودتی بر اندازه سایش ابزار محسوس بوده (R2 برابر با 0.97) و رابطه ریاضیاتی قوی بین سایش ابزار و پارامترهای مطالعه شده وجود دارد. همچنین با مقایسه مطالعات پیشین، می توان اذعان نمود که عمر ابزار برشی نسبت به حالت خشک تا 26% افزایش یافته است.کلید واژگان: کامپوزیت پایه فلزی, آلومینیوم, ماشین کاری, خنک کاری برودتی, سایش ابزار}Composites are combined with at least two materials; one is considered as the base material and later is used to improve the material properties. This study is also about one of the widely used composites so-called aluminium metal matrix composites (Al-MMC) and additional reinforcing particles, including silicon carbide (SiC). The main features of such composite are high hardness and strength, as well as lightweight.The main disadvantages are low machinability and high wear in cutting tools. Several studies have been conducted to improve the machinability of MMCs. The literature review in this domain denotes that limited studies have yet been conducted on the effects of different cooling methods, especially cryogenic cooling and related strategies, on the wear and tool life in the machining of MMCs. Therefore, in this study, the effects of cutting parameters and cryogenic cooling on the tool wear in the machining of A356-10%SiC were studied. Based on the statistical analysis, it was observed that the effects of cutting parameters and cryogenic cooling parameters on the tool wear was significant (R2=0.97, and a robust mathematical relationship exists between tool wear and the studied parameters. Moreover, compared with previous studies, it was observed that tool life under cryogenic conditions was increased by around 26% compared to readings made under dry conditions.Keywords: Metal Matrix Composite, Aluminium alloys, Machining, cryogenic, Tool Wear}
-
کنترل ریزساختار و ترک های انجمادی در فرایند ساخت افزایشی ذوب لیزری بستر پودر آلیاژهای آلومینیوم استحکام بالا
فناوری های ساخت افزایشی فلزات به عنوان یکی از ارکان مهم انقلاب صنعتی چهارم، رویکردی تحول آفرین در ساخت دیجیتال ارایه می کنند. ذوب لیزری بستر پودر به عنوان یکی از این فناوری ها، توانایی شگرفی در تولید قطعات با هندسه های پیچیده و با عملکرد بالا دارد. در سال های اخیر، ساخت قطعات آلیاژهای آلومینیوم با استفاده از این فناوری بسیار مورد توجه بوده، لیکن تحقق آن با چالش هایی همراه است. ترک انجمادی به عنوان یکی از جدی ترین دلایل ناکامی ساخت افزایشی لیزری آلیاژهای آلومینیوم به ویژه انواع استحکام بالا شناخته می شود. در پژوهش حاضر، سازوکار تشکیل ترک های انجمادی، دلایل تشکیل و عوامل موثر بر آن ها مورد بررسی قرار گرفته و از میان راه حل های ارایه شده، واپایش ریزساختار انجمادی و ریزدانه کردن، موثرترین روش برای حذف ترک های انجمادی آلیاژهای آلومینیوم استحکام بالا در فرایند ذوب لیزری بستر پودر مطرح می شود. در همین راستا، یکی از راهکارهای ریزدانه سازی و متعاقبا کاهش ترک های انجمادی، افزودن مقدار ناچیز (کمتر از %1 وزنی) از ذرات جوانه زا به پودر آلیاژی اولیه است. این ذرات با محدودکردن رشد دانه یا مهاجرت مرزدانه و همراه شدن عواملی که به تحت تبرید ترکیبی کمک می کنند، می توانند در کاهش ترک های انجمادی موثر باشند. در نهایت، تاثیر افزودنی های مختلف در ریزدانه سازی و سازوکار آن ها در کاهش ترک های انجمادی آلیاژهای آلومینیوم استحکام بالا حین فرایند ذوب لیزری بستر پودر ارایه می شود.
کلید واژگان: ساخت افزایشی, ذوب لیزری بستر پودر, آلومینیوم, ترک انجمادی, ریزدانه سازی}Control of microstructure and solidification cracks in laser powder bed fusion additive manufacturing of high-strength aluminum alloysAs one of the important pillars of the fourth industrial revolution, metal additive manufacturing (AM) technologies provide a disruptive approach to digital manufacturing. Laser powder bed fusion (LPBF), as one of these technologies, has great potential in producing geometrically complex and high-performance parts. In recent years, the manufacturing of aluminum alloy parts using this technology has attracted much attention. However, their manufacturing still faces some challenging issues. One of the most serious issues encountered in the manufacturing of aluminum alloys, especially high-strength grades, is solidification cracking. In the present investigation, the formation mechanisms of solidification cracking, and the associated effective factors were reviewed. Controlling the solidification microstructure and grain refinement, using the addition of small quantities (<1 wt.%) of micro- or nano-sized particles to the initial alloying powder, was suggested as the most effective method for reducing solidification cracking. These particles act as nucleation sites, prevent grain growth, pin grain boundaries, and with the help of factors that provide constitutional supercooling can effectively minimize solidification cracking. Eventually, effects of various additives in grain refinement and their associated mechanism in reduction of solidification cracks of high-strength aluminum alloys by LPBF is presented.
Keywords: Additive Manufacturing, Laser Powder Bed Fusion, Aluminum, Solidification Cracks, Grain Refinement} -
در پژوهش های اخیر، استفاده از گرافن به دلیل تاثیر مثبت بر خواص کامپوزیت ها از جمله خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، خواص ریزساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت ریختگی آلومینیوم خالص تقویت شده با 0.5درصد وزنی گرافن با همزنی مکانیکی - الکترومغناطیسی و سپس اکستروژن داغ و نهایتا آنیل، در دو روش استفاده از آسیاب گلوله ای و بدون استفاده از آسیاب گلوله ای بررسی شد. با بکار بردن روش های همزنی مکانیکی و الکترومغناطیسی، ترکیب دو نیروی برشی و حجمی، تلاطم بیشتری را در فلز مذاب ایجاد کرده که منجر به توزیع مناسب ذرات تقویت کننده، کاهش ساختارهای دندریتی و اصلاح اندازه دانه در طول انجماد می شود. مطالعات ریزساختاری نشان داد که در روش آسیاب گلوله ای توزیع نانو ذرات گرافن در فاز زمینه و کاهش اندازه دانه، نسبت به روش بدون آسیاب گلوله ای مطلوب تر می باشد. در روش آسیاب گلوله ای، سختی، استحکام کششی و استحکام فشاری به ترتیب 19.7، 142.8 و 11.7 درصد و در روش بدون آسیاب به ترتیب 9، 85.2 و 13.5 درصد نسبت به آلومینیوم خالص افزایش یافته است. تغییر طول در روش آسیاب گلوله ای 6.8 و در روش بدون آسیاب گلوله ای 35.4 درصد کاهش نشان می دهد.
کلید واژگان: نانو کامپوزیت ریختگی, آلومینیوم, گرافن, آسیاب گلوله ای, همزنی مکانیکی-مغناطیسی}In recent scientific studies, the use of graphene has been considered due to its positive effect on the properties of composites, including mechanical, electrical and thermal properties. In this research, the microstructural and mechanical properties of pure aluminum nanocomposite cast reinforced with 0.5 wt% graphene with mechanical-electromagnetic stirrer and then hot extrusion and finally annealing, in two methods of using ball milling and without using ball milling process, was investigated. By applying both mechanical and electromagnetic stirring techniques, combining both shear and body forces can cause more turbulence in the molten metal that lead to as well as distribute reinforcing particles, decreasing the dendritic structures and refining the grains during solidification. The microstructural studies showed that in the ball mill method, the distribution of graphene nanoparticles and reduce grain size in the matrix phase is significantly better than the non-ball mill method. Also, in the method of ball mill, hardness, tensile strength and compressive strength increased by 19.7, 142.8 and 11.7%, respectively, and in the method without mill, 9, 85.2 and 13.5%, respectively, compared to pure aluminum. The elongation decreased by 6.8% in the ball mill method and 35.4% in the non-ball mill method.
Keywords: Casting nanocomposite, Pure aluminum, Graphene, ball milling, Mechanical, Electromagnetic Stirring} -
مجله بین المللی انجمن آهن و فولاد ایران، سال هفدهم شماره 2 (پیاپی 33، Summer and Autumn 2020)، صص 1 -13
در این مطالعه، پارامترهای موثر در کشش عمیق ورق های فلزی دو لایه در قالب مقطع مربع از طریق مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی بررسی شد. برای این منظور، ابتدا کشش عمیق ورقهای دو لایه (آلومینیوم 1200/ فولاد 14) به صورت آزمایشی انجام شد. همچنین، از روش المان محدود؛ شبیه سازی فرآیند انجام شد و نتایج بدست آمده از طریق آزمایش آزمایشی و با دریافت خطای قابل قبول تایید شد. مجموعه ای از 46 داده تجربی مختلف در این مقاله استفاده شده است. شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از خطای میانگین مربع 10 به توان 4- آموزش دید. پارامترهای ورودی، به عنوان مثال شعاع پانچ، شعاع قالب، نیروی نگهدارنده خالی، لقی و نوع لایه تنظیم شده اند. روش پاسخ سطح؛ برای ارزیابی نتایج مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد و پارامترهای ورودی فرآیند رسم عمیق در نازک شدن لایه های کامپوزیت آلومینیوم 1200 و فولاد 14 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که شعاع لبه پانچ بیشترین تاثیر را در نازک شدن لایه آلومینیوم 1200 دارد. با افزایش فاصله بین پانچ و قالب تا 1/4 ضخامت ورق، ضخامت لایه های آلومینیوم 1200 و فولاد 14 در دیواره جام به ترتیب 3.38 و 0.5 درصد افزایش می یابد. عملکرد شبکه عصبی مصنوعی نشان می دهد که می تواند میزان نازک شدن در لایه های کامپوزیت را با دقت رضایت بخشی تخمین بزند.
کلید واژگان: کشش عمیق مقطع مربع, شبکه عصبی مصنوعی, آلومینیوم, فولاد, کامپوزیت}International Journal of iron and steel society of Iran, Volume:17 Issue: 2, Summer and Autumn 2020, PP 1 -13In this study, the effective parameters involved in the deep drawing of double-layer metal sheets in a die ofsquare cross-section were investigated through artificial neural network (ANN) modeling. For this purpose,first, the deep drawing of double-layer (Al1200 / ST14) sheets was carried out experimentally. Also, the finiteelement simulation of the process was performed, and the results validated through experimental tests. A setof 46 different experimental data were employed in this paper. The ANN was trained by using a mean squareerror of 10-4. The input parameters, i.e., punch radius, die radius, blank holder force, clearance, and the permutationlayers were set to the network. The surface response method (RSM); was employed to evaluate theresults of the ANN model, and the input parameters of the deep drawing process on the thinning of Al1200and ST14 composite layers were analyzed. The obtained results indicate that the punch edge radius has themost significant influence on the thinning of the Al1200 layer. Increasing the gap between the punch and dieto 1/4 of the sheet thickness, increased the cup wall layers thickness of the Al1200 and ST14 respectively by3.38% and 0.5%. The performance of the ANN model demonstrates that it can estimate the amount of thinningin the composite layers with satisfactory accuracy.
Keywords: Square cup deep drawing, Aluminum, Steel, Composite, Artificial neural network} -
استفاده از کامپوزیتهای زمینه فلزی امروزه رو به افزایش بوده و با توسعه فناوریهای نوین، نیاز به مواد مهندسی جدید و خواص مکانیکی منحصر به فرد بیش از پیش احساس می شود. در این راستا با توجه به چگالی پایین فلز آلومینیوم، تحقیقات در زمینه کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی از سهم بیشتری برخوردار است. چرا که با افزایش محدود استحکام این فلز می توان نسبت استحکام به وزن این ماده مهندسی را افزایش داده و کارایی آن را بیش از پیش نمود. با انتخاب مواد تقویت کننده مختلف و انواع آنها به لحاظ ساختاری روش های ساخت کامپوزیت زمینه فلزی می تواند متفاوت باشد. کامپوزیتهای پایه آلومینیومی به روش های مختلفی تولید می شوند. یکی از روش های نوین مورد استفاده در تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی روش جوشکاری انفجاری می باشد این مقاله مروری اجمالی در مورد ساخت کامپوزیت زمینه فلزی به روش جوشکاری انفجاری ارایه داده است.
کلید واژگان: جوشکاری انفجاری, کامپوزیت زمینه فلزی, تقویت کننده, آلومینیوم}Metal-based composites are currently increased and by growing modern technology, there is more require to the new engineering materials and unique mechanical features. Considering the low density of Aluminum there is more portion for researches about Al-based composites because by increasing its limited strength, the ratio of strength to weight increases the engineering and its productivity. By choosing different reinforced materials and different kinds of them based on their structure the metal-based composites construction methods can be different. Aluminum-based composites are produced in different ways. Explosive welding method is one of the modern methods that are used in Al-based composites production. This article includes a brief review to construct metal-based composites by explosive welding method.
Keywords: Explosive Welding, Metal Base Composite, Reinforced, Aluminum} -
در این تحقیق نانوکامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیوم با استفاده از نانوذرات دی سولفید تنگستن و نانولوله کربنی ساخته شد. مخلوط سازی پودرها در حلال استن و با استفاده از آلتراسونیک انجام شد سپس ذرات هیبریدی و پودر آلومینیوم تحت آسیاکاری مکانیکی قرارگرفتند و با استفاده از پرس گرم پودر نهایی فشرده سازی و نانوکامپوریت هیبریدی ساخته شد. بررسی میکروساختاری نمونه ها با استفاده از میکروسکوب نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) انجام شد. نتایج نشان داد فازهای تقویت کننده به نحو مطلوبی بر روی ذرات فلیکی آلومینیوم جذب شده اند، توزیع مناسبی از ذرات تقویت کننده در زمینه وجود دارد و تقویت کننده ها ساختار خود را در فاز زمینه حفظ کرده اند. دانسیته نمونه ها از روش ارشمیدوس اندازه گیری و مشخص شد دانسیته نسبی نمونه های هیبریدی در محدوده 96 تا 98 درصد قراردارد. آزمون میکرو سختی نشان داد هیبریدسازی اثر مثبتی بر افزایش سختی دارد به طوری که سختی نمونه های هیبریدی با افزایش میزان نانولوله کربنی افزایش می-یابد و 20 درصد بهبود در میکروسختی نسبت به نانوکامپوزیت آلومینیوم با تقویت کننده دی-سولفید تنگستن بوجود می آید. اندازه گیری استحکام فشاری نشان می دهد نانوکامپوزیت هیبریدی استحکام فشاری نهایی را تا 17 درصد افزایش می دهد. آزمون سایش کاهش 50 درصدی ضریب اصطکاک نانوکامپوزیت هیبریدی را نسبت به آلومینیوم خالص نشان داد.
کلید واژگان: آلومینیوم, نانوکامپوزیت, هیبرید, دی سولفید تنگستن, نانولوله کربنی}In this research, a hybrid aluminum matrix nanocomposite was made using tungsten disulfide nanoparticles and carbon nanotube. Ultrasonic was used for mixing powders in acetone. Then hybrid particles and aluminum powder were mixed by mmechanical stirrer for 2 h and ball mill for 5h. The final mixed powder were compressed by hot pressing. Microstructural analysis of the specimens was performed by Optical Microscopy (OM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). The results showed that the reinforcement phases were properly adsorbed on aluminum particles, there was a good distribution of the reinforcement particles in the aluminum matrix, and nanoparticles maintained their structure. The density of samples was measured by Archimedes method and the relative density of hybrid samples was found to be 96 to 98%. Micro hardness test showed that hybridization had a positive effect on the hardness and the hybrid nanocomposite micro hardness increased with increasing carbon nanotube content up to 20% that of Al/ WS2 nanocomposite. Compressive strength measurements showed that hybridization increased the final compressive strength up to 17%. Wear test showed the friction coefficient of the hybrid nanocomposite decreased up to 50% compared to the pure aluminum.
Keywords: Aluminum, Nanocomposite, Hybrid, Tungsten Disulfide, Carbon Nanotube} -
بررسی خواص میکروساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت پایه آلومینیوم تقویت شده با نانوذارت دی سولفید تنگستن
در این تحقیق ابتدا نانو ذارت دی سولفید تنگستن با اندازه کمتر از 100 نانومتر با استفاده از روش هیدرو ترمال سنتز شد. سپس این نانوذارت به عنوان تقویت کننده طی مراحل آلتراسونیک، آسیاکاری و همزدن مکانیکی به پودر آلومینیوم اضافه گردید و نهایتا ساخت نانوکامپوزیت از روش اسپارک پلاسما زینترینگ (SPS) انجام شد. جهت بررسی ریز ساختار نانوکامپوزیت از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (FESEM) استفاده شد. این بررسی ها نشان داد که نانوذرات به نحو مطلوبی در زمینه آلومینیوم پخش گردیده اند و دارای توزیع مناسبی می باشند. حضور نانوذارت در زمینه باعث کاهش اندازه دانه می گردد به طوری که با افزایش میزان نانوذرات اندازه دانه ها به کمتر از 20 میکرومتر می رسد. اندازه گیری دانسیته نمونه ها نشان داد که نانوکامپوزیت دارای تراکم پذیری بسیار خوبی است و دانسیته نسبی در نمونه با 4 درصد وزنی دی سولفید تنگستن تا 99 درصد رسید. جهت بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت از آزمون سختی و تست فشار استفاده گردید و تاثیر افزودن نانوذرات بر این خواص در آلومینیوم بررسی گردید. افزودن نانوذرات دی سولفید تنگستن اثر مستقیمی بر افزایش خواص مکانیکی نانو کامپوزیت دارد بطوریکه باعث افزایش استحکام تسلیم فشاری تا 120 مگاپاسکال، حدود دو برابر فلز پایه، می گردد و سختی تا 30 درصد افزایش می یابد.
کلید واژگان: آلومینیوم, نانوکامپوزیت, تنگستن دی سولفاید, نانوذرات, خواص مکانیکی}In this research, WS2 nanoparticles were synthesized using hydrothermal method and then added to aluminum matrix as reinforcement. Nanocomposites were fabricated by powder metallurgy processing followed by Spark Plasma Sintering (SPS) consolidation. Transmission electron microscopy (TEM) and XRD of synthesized powder showed WS2 nanoparticles were synthesized successfully. Microstructural properties of nanocomposites were investigated using optical microscopy (OM), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Nanoparticles were well distributed in the aluminum matrix and have a good dispersion. The presence of nanoparticles in the matrix reduces the size of the grain less than 20 µm so that the size of the grain becomes smaller by increasing the amount of nanoparticles .The density of the sample showed that the nanocomposite had a very good compressibility and relative density reach to near 99% in 4wt. %WS2. Hardness and compressive strength of nanocomposites were evaluated. Mechanical evaluations indicated that, the increase in weight fraction of WS2 nanoparticles, resulted in improvement of hardness and compressive strength of aluminum. Concentration of tungsten disulfide nanoparticles has a direct effect on increasing the mechanical properties of nanocomposite. The compressive strength increased up to 120 MPa, about twice the base metal, and the hardness raised up to 30%.
Keywords: Aluminum, nanocomposites, WS2 nanoparticles, Mechanical Properties} -
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 39 (پاییز 1398)، صص 163 -170
در این پژوهش، کامپوزیت آلومینیوم-کاربید وانادیم به روش متالورژی پودر و سینتر پلاسمای جرقه ای، کوره معمولی و حرارت دهی مایکروویو تهیه و تاثیر این سه نوع مختلف حرارت دهی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت تولید شده بررسی گردید. 20 درصد وزنی از پودر کاربید وانادیم به همراه آلومینوم در محیط الکل توسط آسیاب پر انرژی مخلوط و سپس در دمای °C 600 در کوره معمولی و مایکروویو سینتر شدند. فرآیند سینتر پلاسمای جرقه ای نیز در دمای °C 450، به ترتیب، با فشار اولیه و نهایی 10 و 30 مگاپاسکال انجام شد. الگوی پراش پرتو ایکس تهیه شده از کامپوزیت سینتر شده در کوره مایکروویو تشکیل فاز اینترمتالیک آلومیناید وانادیم را در کنار فازهای آلومینیوم و کاربید وانادیم نشان داد. در صورتی که الگوهای پراش در نمونه های تهیه شده به دو روش حرارت دهی معمولی و پلاسمای جرقه ای فقط حضور فاز های بلوری آلومینیوم و کاربید وانادیم را نمایش دادند. بررسی های ریزساختار نمونه های تهیه شده حاکی از پدیده آگلومره شدن برای هر دو روش سینتر معمولی و پلاسمای جرقه ای بود اما در نمونه تهیه شده توسط سینتر مایکروویو، توزیع مناسبی از فاز آلومیناید وانادیم در کنار کاربید وانادیم در زمینه آلومینیوم مشاهده گردید. بیشترین میزان سختی مرتبط با نمونه تهیه شده توسط سینتر پلاسمای جرقه ای به میزان 11±267 ویکرز (در نیروی اعمالی kg 1) محاسبه شد و بیشینه مقدار استحکام خمشی مرتبط با این نمونه و به میزان 8±282 مگاپاسکال بود.
کلید واژگان: آلومینیوم, اکسید وانادیم, کامپوزیت, سینتر پلاسمای جرقه ای} -
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 39 (پاییز 1398)، صص 153 -160
در این پژوهش با تکیه بر تقلید زیستی از ساختار کامپوزیت طبیعی بامبو، ارتقاء خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های هیبریدی لایه ای کربن-آلومینیوم، بررسی شده است. بدین منظور پس از بررسی ریزساختار بامبو، به کمک روش نمونه سازی سریع، قطعاتی بامبو گونه با ابعاد مشابه ساخته شده و تحت آزمون خمش چهار نقطه ای قرارگرفته اند. مشاهده شده که تنها با تغییر چیدمان الیاف بر اساس تقلید زیستی از بامبو، مدول خمشی تا بیش از 50 درصد دچار افزایش شده، فلذا امکان بهبود خواص با تقلید زیستی فراهم است و می توان صرفا با تغییر نحوه چینش الیاف، ضمن مصرف میزان الیاف کمتر به خواص مکانیکی بهتری دست یافت. ضمن آنکه با بهبود خواص کامپوزیت های حاوی الیاف ارزان قیمت شیشه به روش تقلید زیستی از کامپوزیت طبیعی بامبو، دستیابی به خواص سازه های گران تری نظیر آلیاژهای فلزی و کامپوزیت های حاوی الیاف کربن امکان پذیر خواهد بود. شایان ذکر است استفاده از تقلید زیستی می تواند هزینه ها را به طور چشمگیری کاهش دهد. همچنین، علاوه بر سبک سازی قطعات با طراحی بر اساس ساختار بامبو، به واسطه کاهش نیاز به مصرف الیاف، استفاده از نانوکامپوزیت های لایه ای به جای آلیاژهای فولادی، با حجم مشابه، نیز موجب کاهش وزن سازه می گردد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت, لایه ای, آلومینیوم, تقلید زیستی, بامبو, خمش 4 نقطه ای, نمونه سازی} -
در این پژوهش، به بررسی اثر افزودن پودرهای آلومینیوم 2024 و 5083 درشت دانه بر خواص مکانیکی و مکانیزم شکست کامپوزیت سه جزئی Al5083 - 5%B4C پرداخته شده است. به این منظور ابتدا پودر آلومینیوم 5083 همراه با 5% وزنی کاربید بور تحت آسیاب مکانیکی به مدت 36 ساعت تحت اتمسفر آرگون قرار گرفت تا پودر کامپوزیتی Al5083-5 wt. %B4C به دست آید. سپس این پودر آسیاب شده با 25 و 50% وزنی پودر آلومینیوم 2024 و 5083 درشت دانه مخلوط گردید و سپس تحت پرس داغ و اکستروژن داغ قرار گرفت و ریزساختار، خواص مکانیکی و مکانیزم شکست نمونه های به دست آمده با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که افزودن پودر آلیاژ 2024 درشت دانه به عنوان فاز سوم، باعث کاهش استحکام قطعات تا 30% در قیاس با نمونه های فاقد فاز درشت دانه می گردد اما انعطاف پذیری را افزایش می دهد به طوری که در اثر افزودن 25% وزنی پودر آلیاژ 2024، استحکام از MPa508 به MPa379 کاهش یافت اما درصد ازدیاد طول از حدود 6/0% به 4% افزایش یافت. همچنین مشخص شد در نمونه های سه جزئی دارای آلومینیوم 2024 درشت دانه، افت استحکام نسبت به نمونه های دارای آلومینیوم 5083 درشت دانه، کمتر است. بررسی سطوح شکست نمونه های دو و سه جزئی نشان داد افزودن آلومینیوم 2024 درشت دانه باعث تغییر مکانیزم شکست شده و جدایش مرز دانه ای رخ می دهد. به نظر می رسد فصل مشترک دو فاز درشت دانه و فوق ریز دانه در کامپوزیت های سه جزئی، نقش اساسی در تعیین مکانیزم شکست داشته است.کلید واژگان: کامپوزیت سه جزئی, آسیاب مکانیکی, اکستروژن داغ, کاربید بور, آلومینیوم}In this paper, the influence of Al2024 and Al5083 aluminum alloy coarse grains on mechanical properties and fracture mechanism of Al5083-B4C tri-modal composite has been discussed. Al5083 alloy powders with 5 wt. % of boron carbide were milled for 36 hours and 25 and 50 wt. % of coarse grain (CG) Al2024 and Al5083 powders were added to the milled powders and then hot press under argon atmosphere and hot extrusion were done. Comparing results revealed that adding Al2024 coarse-grains has led to a good ductility but at the same time, it has decreased the strength up to 30% compared to Al-5%B4C composite. In this case, adding 25 wt. % of Al2024 CG led to a decrease in strength from 508 to 379 MPa but elongation reached to 4%. Furthermore, in samples containing Al2024 CG strength drop was less compared to samples containing Al5083 CG. Comparing fracture surfaces of tri-modal composites revealed that by adding Al2024 CG, fracture mechanism changed and interface debonding occurred. The UFG/CG interface seemed to have a critical role in determining the failure mechanism.Keywords: tri-modal composite, mechanical milling, hot extrusion, boron carbide, aluminum}
-
در این پژوهش، شرایط ایجاد پوشش کامپوزیتی YSZ/Al بر روی سوپرآلیاژ اینکولوی 825 به روش رسوب دهی الکتروفورتیک مورد مطالعه قرار گرفته است. پایداری سوسپانسیون ذرات YSZ و Al در استون و در حضور پراکنده ساز ید با اندازه گیری اندازه ذرات موجود در سوسپانسیون و پتانسیل زتا مطالعه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، سوسپانسیون حاوی g/l 2/1 ید به منظور رسوب دهی الکتروفورتیک همزمان دو پودر انتخاب شد. میانگین اندازه ذرات YSZ و Al در این سوپانسیون به ترتیب برابر 6/111 نانومتر و 658/2 میکرومتر و مقدار پتانسیل زتا برای دو پودر به ترتیب برابر 2/50 و 16 میلی ولت اندازه گیری شد. به منظور بررسی تاثیر ولتاژ اعمالی و زمان بهینه رسوب دهی بر روی کیفیت رسوب تشکیل شده، رسوب دهی در ولتاژها و زمان های رسوب دهی مختلف انجام شد. نتایج نشان داد که رسوب تشکیل شده در ولتاژ 6 ولت و زمان رسوب دهی 3 دقیقه دارای سطح یکنواخت و عاری از ترک بود. تصویر به دست آمده از آنالیز SEM نشان داد که این پوشش دارای ضخامت 63/19 میکرومتر است.کلید واژگان: YSZ, آلومینیوم, رسوب دهی الکتروفورتیک, پتانسیل زتا}Abstract In this research, Fabrication of YSZ/Al composite coating on Incoloy 825 superalloy using electrophoretic deposition has been investigated. Dispersion of YSZ and Al particles suspension in acetone in presence of iodine, as dispersant, was studied by particle size and zeta potential measurement. According to the results, the suspension containing 1.2 g/l iodine has been chosen for electrophoretic co-deposition of YSZ and Al particles. Mean diameter of YSZ and Al particles in this suspension was measured 111.6 nm and 2.658 μm and zeta potential value of these particles was measured 50.2 and 16 mV, respectively. In order to investigate the influence of applied voltage and deposition time on quality of formed deposit, electrophoretic co-deposition has been carried out at different voltages and deposition times. Results revealed that the deposit formed at voltage of 6 V and deposition time of 3 min had uniform and crack-free surface. SEM image showed that this coating had thickness of 19.63 μm.Keywords: YSZ, Aluminum, Electrophoretic deposition, Zeta potential}
-
کامپوزیت های زمینه فلزی الومنیوم - الومینا با خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب از مواد مدرن مهندسی هستنند. این کامپوزیت ها بطور وسیع در بسیاری از صنایع (هوا-فضا ، اتو مبیل ، الکترونیک و غیره) استفاده می شوند. در این پژوهش پیش فرم گرانول آلومینا با اندازه ها مختلف (μm100-20) تولید و در دماهای °C 1300 و°C 1400 و به مدت زمان دو ساعت سینتر شدند. سپس انها در دمای °C 700 و به مدت یک ساعت پیش گرم شدند. سپس پیش فرم های گرانول الومینا بوسیله مذاب الومنیوم با فشار MPa 3 با روش ریخته گری تحت فشار فلزخورانی شدند. . بعد از ساخت کامپوزیت ها خواص ساختاری انها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج حاصل از بررسی ریز ساختاری نشان دادکه در دما ی بالای سینترینگ مقدار حفرات کم و درات الومینا به خوبی به همدیگر متصل شده اند. همچنین خواص مکانیکی استحکام فشاری ، استحکام ضربه و میکروسختی نیز در کامپوزیت ها بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دمای سینترینگ گرانول آلومینا، باعث افزایش استحکام فشاری و سختی کامپوزیت می شود ولی مقاومت به ضربه کاهش می یابد.کلید واژگان: گرانول آلومینا, آلومینیوم, کامپوزیت, سینترینگ}Compression and impact strength study of aluminum-alumina granule composite by squeez-casting methodAluminum-ceramic metal matrix composite is a class of modern engineering materials with interesting physical and mechanical properties. These composites are used widely in many industrial (aerospace, automobile, electronic ,…). In present study, alumina granules preforms with different size (20-100 µm) were made and sintered at 1300°C and 1400°C for 2 h. Then the preforms were preheated at 700°C for 1h. Finally, molten Al was infiltrated into the preforms under load of 3 MPa by squeeze casting method. After composites making their microstructures were studied by SEM and optical microscope.The microstructure results showed that composite with higher sintering temperature has low porosities and well connected granules. Also, compressive strength, impact resistance and hardness of the composites were investigated. The results showed that sintering temperature improved compressive strength and hardness of the composites, but impact strength decreased. The strength and brittleness of the composites is higher for the composites with high sintering temperatureKeywords: Alumina granule, Aluminium, Composite, Sintering}
-
کامپوزیت های زمینه آلومینیوم به دلیل خواص مکانیکی مطلوب بخصوص استحکام ویژه بسیار بالا در صنایع هوافضا و خودروسازی از جایگاه ویژه ای برخوردار می باشند. در این پژوهش تاثیر افزودنی اکسید وانادیم بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیوم تهیه شده به وسیله تفجوشی پلاسمای جرقه ای بررسی شد. پودر اکسید وانادیم 5 ظرفیتی به میزان 5، 10 و 15 درصد وزنی توسط مخلوط کن پر انرژی اسپکس با پودر آلومینیوم در محیط تر مخلوط شد و سپس مخلوط بدست آمده در دمای 70 درجه سانتیگراد بر روی هیتر خشک شد. فرآیند تفجوشی توسط روش پلاسمای جرقه ای در دماهای 400 و 450 درجه سانتیگراد در شرایط خلاء و در فشار اولیه 10 و فشار پایانی 30 مگاپاسکال انجام شد. نتایج الگوی پراش پرتو ایکس تشکیل موضعی از فاز آلومیناید وانادیم و کاهش ظرفیت اکسید وانادیم را با افزایش دمای تفجوشی نشان داد. نتایج بررسی خواص مکانیکی بیان کننده بیشترین میزان استحکام خمشی (11± 141 مگا پاسکال) و سختی (12±103 ویکرز) برای نمونه حاوی 15 در صد وزنی اکسید وانادیم و تفجوشی شده در دمای 450 درجه بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده توضیع نسبتا یکنواخت فاز تقویت کننده در ریز ساختار بوده و به دلیل ذوب موضعی اکسید وانادیم در فصل مشترک ذرات آلومینیوم مخلوطی از فازهای اکسیدی مشاهده می شود.کلید واژگان: آلومینیوم, اکسید وانادیم, کامپوزیت, تفجوشی پلاسمای جرقه ای}In this present study, 5, 10 and 15 wt% V2O5 were added to aluminum matrix and the microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered composites were investigated. The mixing process was conducted in ethanol media with high energy mixer mill and then the mixture was heated on the hot plate at 70°C. The sintering process was performed at the 400 and 450°C with vacuum condition and 10 and 30 MPa initial and final applied pressure, respectively. The XRD patterns showed interfacial product of Al3V and reduction-transition in oxygen content by increasing of sintering temperature. The mechanical properties investigation revealed highest bending strength of 141±11 MPa and Vickers hardness of 103±12 (VHN) for specimens with 15wt% of V2O5 and sintered at 450°C. The FESEM images showed almost uniform distribution of reinforcement and local melting area with different types of vanadium oxide.Keywords: Aluminum, Vanadium pantoxide, Composite, Spark Plasma Sintering}
-
در این پژوهش رفتار الکتروشیمیایی فولاد زنگ نزن فریتی AISI 430 در حضور پوشش های نفوذی Al، Ti و رسوب همزمان Al و Ti در محیط دریایی شبیه سازی شده (NaCl%5/3) مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی میکروساختار و فازهای پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش ها از دو آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول آبیNaCl % 5/3 استفاده شد. نتایج حاصل از پلاریزاسیون الکتروشیمیایی نشان داد که رسوب همزمان Al-Ti مقاومت به خوردگی بهتری (μA. cm-24-10×4. 55) نسبت به پوشش های Al (μA. cm-23. 21) و Ti (μA. cm-22-10×3. 6) دارد. همچنین نتایج حاصل از امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که پوشش همزمان Al و Ti بیشترین مقاومت انتقال بار لایه دوگانه الکتریکی را نسبت به پوشش Al و Ti دارد.
کلید واژگان: خوردگی, آلومینیوم, تیتانیوم, پلاریزاسیون, امپدانس الکتروشیمیایی}In this research, the electrochemical behavior of AISI 430 ferritic stainless steel at presence of Al, Ti and simultaneous co-deposition of Al-Ti diffusional coatings were studied in the simulated marine environment (NaCl 3.5%). To determine the microstructure and phases of the coatings, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) was used. To evaluate the corrosion resistance of coatings, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods were used. Electrochemical polarization results showed that co-deposition of Al-Ti coating has better corrosion resistance (4.55×10-4 μA.cm-2) in comparison to Al (3.21×10-2 μA.cm-2) and Ti (3.6×10-2 μA.cm-2) coatings. Also the results of electrochemical impedance showed that co-deposition of Al and Ti have higher charge transfer resistance of electric double-layer in comparison with Al and Ti coatings.
Keywords: Corrosion, Al, Ti, Polarization, Electrochemical impedance} -
یکی از مشکلات استفاده لاستیک ها در صنایع مختلف ایجاد تنش سطحی در سطح لاستیک است که منجر به ترک سطحی و شکست لاستیک شده و عمرآن ها را کاهش می دهد. این تنش ها به هنگام تماس قسمت لاستیکی با سطح فلزی و اصطکاک این دو سطح ایجاد می شوند. ناهمواری سطح، ترکیب آمیزه لاستیکی، عوامل محیطی، شرایط آزمون و... بر اصطکاک لاستیک- فلز اثر می گذارند. ناهمواری سطوح سخت نقش مهمی در سرش دو سطح در کنار یکدیگر ایفا و عمدتا رفتار اصطکاکی را کنترل می کند. از طرفی اثر ناهمواری بر ضریب اصطکاک با استفاده از روان کننده مناسب قابل کنترل است. با توجه به استفاده سوخت در مخازن و ویژگی خودروانکاری اکثر روان کننده ها، در پژوهش حاضر، اثر سوخت JP10[1] و دماز به عنوان سوخت روان کننده بر میزان کاهش ضریب اصطکاک سرشی میان لاستیک نیتریل و سطوح آلومینیوم با زبری های مختلف بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد ضریب اصطکاک وابستگی خوبی با متغیر متوسط ناهمواری سطح (Ra) دارد. با اعمال روان کننده JP10 و دماز، ضریب اصطکاک به ترتیب حدود 65 % و 85 % کاهش یافت.
کلید واژگان: روان کننده, جی پی ده, دماز, ناهمواری سطح, مکانیزم اصطکاک, لاستیک نیتریل, آلومینیوم}One of the problems for use of rubber in various industries is surface tension at the surface of rubbers, which results in the crack on the surface, fracture of the rubber and reduces its life. These tensions are caused by contacting the rubber component with the metal surface and the friction between two surfaces. Roughness of the surface, the composition of the rubber compound, the environmental factors, test conditions and etc. affect the friction between rubbers – metal. Surface roughness plays an important role in sliding between two surfaces and mainly controls friction behavior. On the other hand, roughness effect on the coefficient of friction is controllable using a suitable lubricant. Regarding the fuel consumption in the industry and the characteristics of self-lubricant of the most lubricants, in the present study, the effect of JP10 & Dmaz fuels as a lubricant was investigated to reduce the sliding friction coefficient between the NBR and aluminum surfaces with different roughness. Experimental studies showed friction coefficient has a good correlation with the mean surface roughness (Ra). By applying JP10 & Dmaz fuels as lubricant, the coefficient of friction decreased by about 65% & 85%, respectively.
Keywords: Lubricant, JP10, Dmaz, Surface Roughness, Friction mechanism, NBR, Aluminum} -
یکی از مهم ترین کاربردهای آلومینیوم، باتری های قلیایی می باشد. مهمترین مانع در این گونه کاربردها، سرعت بالای خوردگی آن می-باشد. پژوهش حاضر راهبردی برای غلبه بر مسئله خوردگی خودبه خودی آلومینیوم با استفاده از یک بازدارنده ارزان، بی خطر و دوست-دار محیط زیست می باشد. در این پژوهش اثر بازداری صمغ عربی (Gum Arabic (GA)) بر خوردگی آلومینیوم در محلول M KOH 4 با آزمون های تولید هیدروژن، پتانسیل مدار باز و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و آنالیز سطح مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات نشان می دهند که GA از خوردگی آلومینیوم در محیط قلیایی ممانعت می کند و بهره وری بازداری با افزایش غلظت GA، افزایش می یابد. بر اساس اطلاعات به دست آمده مولکول های GA به دلیل داشتن تعداد قابل توجهی گروه های قطبی در ساختارشان با جذب سطحی روی آلومینیوم، سطح آن را مسدود کرده و مانع از خوردگی آن می شوند. نتایج SEM و EDAX نشان می دهند که در حضور GA میزان خوردگی به وضوح کاهش یافته ولایه محافظتی پایداری سطح آلومینیوم را می پوشاند. نمودارهای پلاریزاسیون هم بیانگر این هستند که مکانیسم حفاظت GA به صورت بازدارنده مختلط می باشد.
کلید واژگان: آلومینیوم, صمغ عربی, خوردگی, بازدارنده, روش های الکتروشیمیایی}One of the most important uses of aluminum is alkaline batteries. The main obstacle of such applications is its high corrosion rate.The present work is a trial to overcome the self-corrosion issue of aluminum and find out a cheap, safe and eco-friendly inhibitor. In this research the inhibition effect of Gum Arabic (GA) on the aluminum corrosion in 4 M KOH solution has been investigated by hydrogen evolution test, open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarisation and the surface analysis method. The Obtained results showed that GA prevents aluminum corrosion in alkaline media and inhibition efficiency (IE%) enhances with the increase in the concentration of GA and decrease with the increase in the temperature. At the highest concentration of GA (at 25°C) the inhibition efficiency is 75.25%. Also the Kads value reduce with the increase in the temperature, which indicates that inhibitor molecules physically adsorbed on aluminum surface. Due to the presence of significant amount of polar groups in GA structure, it blocks the surface of the aluminum by adsorption onto its surface, prevents its corrosion. SEM and EDAX results showed that in the presence of GA, the corrosion rate is clearly reduced and a stable protective layer cover the aluminum surface. The potentiodynamic polarisation results also indicate that the GA acts as a mixed type inhibitor.
Keywords: Aluminum, Gum Arabic, Corrosion, Inhibitor, Electrochemical Methods} -
به منظور اصلاح ساختار و بهبود خواص مکانیکی سطحی آلیاژ آلومینیوم 1050، کامپوزیت آلومینیوم-منیزیوم توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر سطح آلیاژ مذکور ایجاد شد. مطالعات ساختاری نشان داد که با اعمال یک پاس بر زیرلایه آلومینیوم دریافتی، دانه بندی از حالت ستونی و کشیده به دانه های هم محور تبدیل می شود. مطالعات انجام شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیز نقطه ای و آنالیز فازی پراش اشعه ایکس حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی Al3Mg2 در نمونه ی کامپوزیت شده با چهارپاس بود. مطالعات انجام شده دلالت بر تاثیر قابل ملاحظه ی تعداد پاس های فرایند و استفاده از پودر منیزیوم بر دانه بندی ناحیه ی کامپوزیت شده داشت. به عبارت دیگر متوسط اندازه دانه ی ناحیه کامپوزیت شده از 1050 میکرومتر در نمونه ی کامپوزیت شده با یک پاس بدون پودر به 26 میکرومتر در نمونه ی کامپوزیت شده با چهار پاس حاوی پودر منیزیوم، کاهش یافت. بررسی های استحکام کششی نیز حاکی از بهبود %70 استحکام کششی نمونه های کامپوزیت شده در مقایسه با استحکام کششی فلزپایه بود.کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی, کامپوزیت, آلومینیوم, منیزیوم, سختی, استحکام}In order to improve the structural and mechanical properties of Al-1050, Al/Mg composite was processed on the surface of this alloy by using friction stir processing. Structural studies showed that one pass FSP on the as-received aluminum substrate changed the grain shape from stretched grains to equiaxed. Microstructural studies by scanning electron microscope equipped with EDS spot analysis and X-ray diffraction phase analysis revealed the formation of Al3Mg2 intermetallic compound in the 4-pass FS-processed sample. Microstructural studies revealed the significant effect of number of FSP passes and using of Mg particles on the grain size of the FSP area, i.e. grain size in this area changed from 5010 μm in the FS-processed sample with one pass and without Mg particles to 62 μm in FS-Processed sample with four passes and Mg particles. Tensile strength test showed a 70% improvement of tensile strength of the composite compared to that of the base metal.Keywords: FSP, Composite, Al, Mg, Hardness, Strength}
-
مصرف کامپوزیت های شامل دو یا چند فلز، با هدف بهبود بهره وری در صنایع مختلف، در سالهای اخیر افزایش یافته است. در این تحقیق، ریخته گری کامپوزیت دوفلزی آلومینیم- مس در حالت ذوب ریزی مذاب آلومینیم درون بوش جامد مسی به ابعاد، ارتفاع 40 میلی متر و قطر داخلی و خارجی 79 و 84 میلی متر، در سرعت دوران 1480 دور بر دقیقه و دماهای پیش گرم 100، 150، 200، 300 و 400 درجه ی سانتی گراد به وسیله ی دستگاه ریخته گری گریز از مرکز عمودی انجام شد و فصل مشترک تشکیل شده مورد مطالعه قرار گرفت. کاهش دمای پیش گرم با تشدید آهنگ تبرید موجب کاهش ضخامت فصل مشترک و نیز ظریف تر شدن ساختار یوتکتیک غیرعادی α-Al/Al3Cu می شود. بررسی های آنالیز میکروسکوپ الکترونی مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) نشان داد فازهای (به ترتیب از سمت مس) AlCu2، AlCu و Al2Cu، رسوبات Al2Cu جدا شده از لایه ی سوم و پراکنده در زمینه ی از ساختار یوتکتیک غیرعادی α-Al/Al3Cu و نهایتا ساختار یوتکتیک غیرعادی α-Al/Al3Cu در مجاورت آلومینیم تشکیل شده است. سختی فصل مشترک تابع یک روند نزولی است به گونه ای که سختی فازهای تشکیل شده از سمت دیواره ی خارجی به طرف داخل قطعه ریختگی کاهش می یابد.کلید واژگان: فصل مشترک, آلومینیوم, مس, ریخته گری گریز از مرکز, انحلال, دمای پیشگرم}Application of composites of two or more metals has been increased, aiming to increase productivity, in various sectors of industry in recent years. In this work an Al/Cu bimetallic composite was prepared by casting Al melt into a Cu bush with 40 mm height and 79 and 84 inner and outer diameters, rotating at 1480 revolutions per minute (rpm), and 100, 150, 200, 300, and 400°C preheating temperature, respectively in a vertical centrifugal casting machine. Cooling rate increment, due to lower preheating temperature, not only lead to interface thinning but also it can modify microstructure. The results of scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis showed that four discrete layers have been formed from the Cu side, including AlCu2, AlCu, Al2Cu continuous layers, Al2Cu precipitates scattering in anomalous eutectic structures and finally α-Al/Al3Cu anomalous eutectic structure near the Al side. Micro hardness measurements showed that hardness of various presented phases decreases from outward to the inward.
-
تاثیر نانو ذرات آلومینا با اندازه متوسط 40 نانومتر بر ریزساختار و رفتار سایشی نانو کامپوزیت با زمینه ی آلیاژ A356 آلومینیم تهیه شده به روش ریخته گری 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 می شد، اضافه گردید. برای بهبود ترشوندگی نانوذرات، منیزیم خالص به مقدار یک درصد وزنی به مذاب افزوده شد. ریزساختار نانوکامپوزیت تهیه شده توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان داد که نانو ذرات از توزیع نسبتا یکنواختی برخوردارند. اندازه گیری درصد تخلخل نمونه های 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، نمونه ی 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 لایه ی مختلط مکانیکی است که در مورد نمونه ی نانو کامپوزیتی، به دلیل مقاوم سازی ناشی از حضور نانو ذرات، این مکانیزم با نرخ کمتری صورت گرفته است.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت, سایش, آلومینیوم, آلومینا, ریخته گری}The effect of alumina nanoparticles contents with the average size of 40 nm on the microstructure and wear behavior of A356/Al2O3 nanocomposite produced through stir casting was studied. The alumina nanoparticles with the amounts of 1, 1.5 and 2 weight percent, were incorporated into the molten matrix alloy being mechanically stirred, along with blowing an inert gas. To improve the nanoparticles wettability, 1wt% Mg was added to the molten matrix alloy. The microstructure of the nanocomposite was studied by using optical and scanning electron microscopes. The microstructural observations showed that the alumina nanoparticles have been evenly distributed within the matrix. The percent of porosity measured by the Archimedes method is increased with increasing the nanoparticles weight percent from 1.3% to 3.2 %. It was shown that, the increased percent of porosity can be attributed to the increase in the particles agglomeration with increasing particles weight percent. To study the wear behavior of the materials, nanocomposite containing 1wt% alumina, having the lowest porosity percent and even distribution of nanoparticles, was selected. The wear test showed that the addition of nanoparticles to the matrix alloy gave rise to enhance its wear resistance. Study of the worn surfaces and sub surfaces showed that the dominant wear mechanism for the materials used in the current work is probably an adhesive wear followed by the formation of a mechanically mixed layer (MML). However, this mechanism occurred with the less wear rate for the nanocomposite as a result of the presence of reinforcing particles.
Keywords: Nanocomposite, Wear, Aluminium, Alumina, Casting} -
در این تحقیق پوشش های آلومینایی بر روی دو آلیاژ آلومینیوم Al2024 و Al6061 با استفاده از روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) اعمال شده و تاثیر زیرلایه ی آلومینیومی و ولتاژ اعمالی بر خواص نهایی پوشش بررسی گردید. از میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس برای مطالعه ساختار پوشش استفاده شد و آزمون های ریزسختی و خوردگی نیز برای بررسی خواص نهایی پوشش به کار گرفته شدند. نتایج آزمون ها نشان داد که با افزایش ولتاژ اعمالی مقدار فاز آلومینای آلفا در پوشش برای هر دو آلیاژ بیشتر می شود، اما این مقدار افزایش برای Al2024 با شیب کندتری صورت می گیرد. به طور کلی مقدار فاز آلومینای آلفا در پوشش Al2024 کمتر از پوشش های Al6061 است. وجود عناصر آلیاژی بیشتر در Al2024 سبب می شود تا پوشش آن نیز حاوی یون های آلیاژی بیشتری باشد که در این حالت از استحاله ی فاز گاما به آلفا جلوگیری می شود. همچنین مقاومت خوردگی نمونه هایی که با ولتاژ اعمالی 400 و 425 ولت پوشش داده شده اند به ترتیب بر روی نمونه های Al6061 و Al2024 بالاترین مقدار بوده است و پتانسیل خوردگی برای آنها به ترتیب 549/0- و 571/0- ولت اندازه گیری شده است. نتایج آزمون خوردگی همچنین نشان می دهد حضور 67 تا 68 درصد فاز آلومینا در پوشش سبب مقاومت خوردگی بهینه می شود. نتایج سختی سنجی نیز نشان می دهد که بیشینه مقدار سختی در نمونه هایی که با 450 ولت پوشش داده شده اند، حاصل گردیده به طوری که مقدار آن برای دو نمونه ی Al2024 و Al6061 به ترتیب 1360 و 1475 ویکرز بوده است.
کلید واژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما, آلومینیوم, خوردگی, α-Al2O3, γ-Al2O3}In this study, alumina was coated on Al2024 and Al6061 using plasma electrolytic oxidation method and the effects of Al substrate and applied voltage on the properties of coated samples were investigated. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction were used to study the microstructure of coated samples and microhardness and corrosion tests were employed to evaluate the final properties of the coats. The results showed that with increase of applied voltage, α-alumina increased in the coats of both alloys however it enhanced more moderately for Al2024. Generally, the amount of α-alumina in Al2024 specimens was less than that of Al6061. The presence of more alloying elements in Al2024 led to the more metallic ions in its coat preventing the gammato- alpha alumina transition. Moreover, the highest corrosion resistance belongs to the Al2024 coated by 400 V and the Al6061 coated by 425 V and the corrosion potential values for them were measured -0.571 V and -0.549 V, respectively. The corrosion test also indicated that 67-68% α-alumina in the coatings can lead to the highest corrosion resistance. The microhardness test indicated that the maximum hardness value belongs to the samples coated by 450 V so that the values for the Al2024 and Al6061 coats were 1360 and 1475 Vickers, respectively.
Keywords: plasma electrolytic oxidation, aluminum, corrosion, α-Al2O3, γ-Al2O3}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.