ارزیابی ساختاری و عملکرد خوردگی کامپوزیت لایه ای Al/18Cu تقویت شده با MoS2 وWC در محیط دریایی
نویسندگان
1 دانشیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز ، شیراز، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد، گروه خوردگی و حفاظت از مواد، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
doi
10.30495/jnm.2024.33684.2048چکیده
چکیده مقدمه: کامپوزیتهای زمینه فلزی (MMC) به دلیل ویژگیهایی مانند مقاومت به خوردگی مناسب، مدول الاستیسیته برتر، نسبت استحکام به وزن بالا و پایداری حرارتی، در صنعت اهمیت زیادی دارند. در بین MMCها، کامپوزیتهای زمینه فلزی هیبریدی (HMMC) با استفاده از دو یا چند تقویتکننده، ترکیبی از خواص مطلوب را ارائه میدهند. روش: در این پژوهش برای ساخت نمونههای کامپوزیتی، ابتدا سطح ورقهای آلومینیوم و مس شستشو با استون و برسکاری شدند. پودرهای WC و MoS2 برای از بین بردن رطوبت در دمای ۱۲0 درجه سانتیگراد حرارت داده شدند. چهار ورق آلومینیوم و یک ورق مس روی هم قرار داده شده در حالی که پودرهای WC و MoS2 روی آنها پاشیده شد. سپس این ورقها به صورت ساندویچی شامل چهار لایه آلومینیوم، یک لایه مس و چهار لایه WC-MoS2 چیده شده و با دستگاه نورد ۳۰ تنی با کاهش سطح مقطع ۶۵ درصد در دمای اتاق و بدون روانکننده نورد داده شد. بعد از نورد اولیه، ساندویچ به سه قسمت مساوی برش داده شد و پس از تمیز کردن و آمادهسازی سطح، مجددا به صورت ساندویچ جدید چیده و با کاهش سطح مقطع ۶۰ درصد نورد شد. این فرآیند تا هفت چرخه طبق مطالعات پیشین بر روی نمونههای ساخته شده اجرا شد. یافته ها: در این تحقیق، کامپوزیت هیبریدی Al/Cu/WC/MoS2 با استفاده از فرآیند اتصال نوردی تجمعی (ARB) در هفت چرخه ساخته شد. بررسی ساختاری با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که هیچ فاز جدیدی تشکیل نشده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ساختار چندلایه مطلوب را تأیید کردند. فرآیند ARB منجر به توزیع مناسب فلز مس و ذرات WC-MoS2 در زمینه آلومینیوم شد. در مرحله نهایی ARB، فلز مس به صورت جزیرهای در زمینه آلومینیوم توزیع شد. آزمونهای خوردگی نشان دادند که با افزایش تعداد چرخههای ARBمقاومت به خوردگی بهبود یافت. چگالی جریان خوردگی در کامپوزیت هیبریدی تولید شده با هفت چرخه، به دلیل کمترین تخلخل و توزیع همگن ذرات MoS2 و WC، پایینتر از سایر چرخهها بود که نشاندهنده بالاترین مقاومت در برابر خوردگی است. نتیجه گیری: فرآیند ARB به حفظ ساختار چندلایه مطلوب و توزیع مناسب ذرات WC-MoS2 بین لایههای آلومینیوم و مس کمک میکند. چگالی جریان خوردگی با افزایش تعداد چرخههای ARB به دلیل توزیع یکنواخت ذرات تقویتکننده و تشکیل لایه پسیو توسط آلومینیوم کاهش مییابد.
