ساخت و ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت درجا AA5083/TiB2 به روش ریخته‌گری گردابی

نویسندگان

1 دانشیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

2 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های سـاخت، دانشــگاه صــنعتی مالــک اشــتر، تهــران.

4 استاد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

doi
10.22068/jstc.2024.2033110.1896
چکیده

هدف از این پژوهش ساخت و بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت درجا AA5083/TiB2 تولید شده به‌وسیله فرآیند ریخته‌گری گردابی بود. به همین منظور، کامپوزیت‌هایی با 2%، 4% و 6% وزنی ذرات TiB2تولید و با آلیاژ آلومینیوم 5083 فاقد ذرات ‌ (TiB2) مقایسه شدند. در این پژوهش ابتدا به‌منظور پاک‌سازی ناخالصی‌ها، آلودگی‌های سطحی و مولکول‌های آب موجود در پودرهای TiO2 و B2O3، عملیات پیش‌گرم کردن بر روی آن‌ها انجام شد. سپس عملیات آسیاکاری با سرعت 750 دور بر دقیقه به مدت 15 ساعت، به‌منظور فعال‌سازی مکانیکی پودرها و ایجاد فازهای واسطه که منجر به تشکیل فاز نهایی (TiB2) در حین فرآیند ریخته‌گری می‌شود، انجام شد. پس از آماده‌سازی پودرها، آن‌ها با نسبت استوکیومتری مشخص با هدف دستیابی به مقادیر 2%، 4% و 6% وزنی ذرات TiB2 به مذاب آلیاژ آلومینیوم 5083 اضافه شدند و بعد از هم‌زدن با سرعت 350 دور بر دقیقه به مدت 15 دقیقه، ریخته‌گری انجام شد. در پایان به‌منظور بهبود خواص قطعات ریخته‌گری شده از فرآیند اکستروژن گرم استفاده شد. سپس با استفاده از آنالیز فازی (XRD)، آنالیز میکرو ساختارOM) و SEM) و آزمون‌های کشش، سختی و دانسیته تولید یا عدم تولید، توزیع ذرات تقویت‌کننده‌ و خواص مکانیکی نمونه‌ها مورد بررسی قرار داده شدند. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده‌ی بهبود خواص مکانیکی نمونه‌ها با افزایش ذرات TiB2 تا مقدار 4% وزنی پس از عملیات تکمیلی بود. به‌طوری‌که بیشترین استحکام کششی و سختی، و کمترین درصد ازدیاد طول نسبی در نمونه ریخته‌گری و اکسترود شده (در دمای oC 330) AA5083/4Wt.%TiB2 به‌دست آمد.