تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با نانوذرات شبه‌بلور Al-Cr-Fe با روش اتصال نوردی تجمعی و بررسی خواص مکانیکی آن

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

2 دانشیار مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

3 دانشیار مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

doi
10.30495/jnm.2021.28185.1922
چکیده

چکیدهمقدمه: در پژوهش حاضر نانوذرات شبه‌بلور پایه آلومینیومی Al72Cr17Fe11 با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی بعدی ساخته شد. بررسی‌های فازی نشان­دهنده­ی تشکیل ساختار شبه‌بلور دکاگونال با اندازه نانومتر بود.روش­: در ادامه کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با 3 درصد وزنی نانوذرات شبه­بلور با استفاده از روش اتصال نوردی تجمعی (ARB) تولید گردید. بررسی­های ریزساختاری و خواص مکانیکی به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون­های ریزسختی سنجی و کشش مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته­ها: بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که بهبود در توزیع فاز تقویت­کننده­ی شبه‌بلور در زمینه آلومینیومی کامپوزیت و همچنین بهبود اتصال بین لایه‌ها با افزایش سیکل‌های فرآیند اتصال نوردی تجمعی از 1 تا 8 سیکل فرآیند، رخ داده است. بررسی تغییرات ریزسختی نشان­دهنده­ی افزایش سختی با افزودن فاز تقویت­کننده نسبت به آلومینیوم خالص در محدوده­ی 5/74 تا 8/105 ویکرز پس از انجام 8 سیکل فرآیند بود. منحنی­های تنش-کرنش نمونه­های کامپوزیتی نشان داد که استحکام کششی نمونه­های کامپوزیتی و نیز انعطاف­پذیری آن­ها با افزایش سیکل­های فرآیند اتصال نوردی تجمعی به طور پیوسته افزایش می­یابد. استحکام کششی با افزایش سیکل­های فرآیند از 2 تا 8 سیکل از 165 به 250 مگاپاسکال افزایش یافت.نتیجه­گیری: بیشینه چقرمگی (2/30 (انرژی/حجم (مگاپاسکال))) پس از سیکل 8 در نمونه­ی کامپوزیتی حاصل شد.