بررسی رفتار سایش خشک کامپوزیت‌های Al-Mg/ZrO2 تهیه شده به روش نفوذدهی بدون فشار

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 2، دوره 4، شماره 12، مرداد و شهریور 1392، صفحه 13-26   

نویسندگان

حسن شریفی^{* 1}؛ مهدی حیدری²؛ مهدی دیواندری³؛ علیرضا خاوندی³

¹استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد

²کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران

³دانشیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران.

تاریخ دریافت: 26 آذر 1394،  تاریخ پذیرش: 26 آذر 1394 

چکیده

در این پژوهش تاثیر درصد منیزیم زمینه بر رفتار سایش خشک کامپوزیت زمینه آلومینیومی بررسی شده است. فوم زیرکونیایی با اندازه تخلخل 10 و ppi 30مورد عملیات نفوذدهی بدون فشار با مذاب آلومینیوم قرار گرفت. از آلومینیوم با 2، 6 و10 درصد وزنی منیزیم به‌عنوان آلیاژ زمینه استفاده شد. نمونه‌های دیسکی، مورد آزمون سایش خشک به روش پین بر روی دیسک قرار گرفتند و کاهش وزن نمونه‌ها اندازه‌گیری شد. نمونه‌ها مورد اثر سه نیروی 5/6، 26 و N 52 و در طول یک مسافت 900 متری، در تماس با پین فولادی 52100 AISI مورد لغزش قرار گرفتند. بر اساس نمودارهای نرخ فرسایش و تصاویر بدست آمده، مشخص شد که نمونه‌های کامپوزیتی در قیاس با آلیاژ زمینه مقاومت به سایش بسیار بالاتری دارند. هم‌چنین، در بارهای کم، سایش به واسطه تشکیل لایه محافظ پایدار در سطح کامپوزیت، ازتماس مستقیم سطوح جلوگیری کرده و نرخ فرسایش پایین بوده، اما با افزایش بار عمودی اعمال شده، این لایه تخریب شده و فرسایش با شدت بیش‌تری صورت می‌پذیرد. مشخص شد با افزایش درصد منیزیم زمینه رفتار سایشی کامپوزیت بهبود می‌یابد.
 

کلیدواژه‌ها

سایش؛ کامپوزیت‌های آلومینیوم/زیرکونیا؛ نفوذدهی بدون فشار

مراجع

1- B. Venkataraman, and G. Sundararajan,"Correlation between the characteristics of themechanically mixed layer and wear behaviourof aluminum Al-7075 alloy and Al-MMCs",Wear, 245, 22–38, 2000.

2- یزدانی، ع. "تولید کامپوزیت های نانوساختار آلومینیوم-کاربید بور به روش اتصال تجمعی نورد" مجله مواد نوین ، دورهاول، شماره سوم، بهار90 ، ص 23 .

3- A. Meyveci, "Pin-on-disc characterizationof 2xxx and 6xxx aluminum alloys aged byprecipitation age hardening", Journal of Alloysand Compounds, 491, 278–283, 2010.

4- Y. Sahin, "Wear behavior of aluminumalloy and its composites reinforced by SiCparticles using statistical analysis", Materialsand Design, 24, 95–103, 2003.

5- S. C. Sharma, and B. M. Satish, "Drysliding wear of short glass fiber reinforcedzinc–aluminum composites", TribologyInternational, 31, 183–188, 1998.

6- L. J. Yang, "Wear coefficient equation foraluminum-based matrix composites againststeel disc", Wear, 255, 579–592, 2003.

7- J. Chen, C. Hao, and J. Zhang, "Fabricationof 3D-SiC network reinforced aluminum–matrix composites by pressureless infiltration",Materials Letters, 60, 2489-2492, 2006.

8- S. M. R. Mousavi Abarghouie, and S.M.Seyed Reihani, "Investigation of friction andwear behaviors of 2024 Al and 2024 Al/SiCpcomposite at elevated temperatures", Journalof Alloys and Compounds, 501, 326-332,2010.

9- F. Gul, and M. Acilar, "Effect of thereinforcement volume fraction on the drysliding wear behavior of Al-10Si/SiCp

composition produced by vacuum infiltrationtechnique", Composites Science andTechnology, 64, 1959–1970, 2004.

10- L. Babout, Y. Brechet, and E. Maire, "Onthe competition between particle fracture andparticle decohesion in metal matrixcomposites", Acta Materialia, 52, 4517–4525,2004.

11- P. H. Shipway, A. R. Kennedy, and A. J.Wilkes, "Sliding wear behavior of aluminumbasedmetal matrix composites produced by anovel liquid route", wear, 216, 160-171, 1998.

12- M.T. Abou El-Khair, and A. Abdel Aal,"Erosion – corrosion and surface protection ofA356 Al/ZrO2 composites produced by vortexand squeeze casting", Materials Science andEngineering A, 454-455, 156-163, 2007.

13- H. Chang, J. Binner, and R. Higginson,"Dry sliding wear behavior of Al(Mg)/Al2O3interpenetrating composites produced by apressureless infiltration technique", Wear, 268,166-171, 2010.

14- B. N. Pramila Bai,"Dry sliding wear ofA356-Al-SiC, composites", Wear, 157, 295-304, 1992.

15- H. Sharifi, M. Divandari, A. Khavandi, andM. H. Idris, "Effect of Al Powder and SilicaSol on the Structure and Mechanical Propertiesof Al2O3-ZrO2 Foams", Acta Metall. Sin., Vol.23, No.3, 1-8, 2010.

16- H. Sharifi, A. R. Khavandi, M. Divandari,M. and I. Hasbullah, "Effect of Magnesiumand Nickel Coating on the Wetting Behavior ofAlumina Toughened Zirconia by Molten Al –Mg", International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials, Vol.19, No. 1, 77-82, 2012.