تولید ماده‏ی مرکب زمینه آلومینیم با نانوذرات 3O2Al به‏روش ریخته‌گری گردابی و بررسی تأثیر فرایند نورد سرد بعدی بر ریزساختار و خواص مکانیکی آن

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 9، دوره 5، شماره 19، خرداد و تیر 1394، صفحه 87-100   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

نفیسه سادات مدقن^{* 1}؛ محمد مزینانی²

¹فوق لیسانس دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مواد

²استادیار دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مواد

تاریخ دریافت: 18 خرداد 1394،  تاریخ پذیرش: 18 خرداد 1394 

چکیده

در تحقیقات انجام گرفته در چند سال اخیر، استفاده از نانوذرات در مواد مرکب زمینه فلزی به‌دلیل اثرات برتر آن‌ها بر خواص مکانیکی و فیزیکی، مورد توجه زیاد پژوهش‌گران قرار گرفته است. به‌علت ترشوندگی ضعیف نانوذرات توسط فلز زمینه حین ریخته­گری و نسبت بالای سطح به حجم نانوذرات، رسیدن به توزیع یکنواخت ذرات درون زمینه مشکل است. در فرایند ساخت، نانوذرات تمایل به تشکیل توده­های ذره‌ای به‌شکل خوشه­ای دارند. توده‌ای شدن نانوذرات اثرات نامطلوبی بر استحکام و انعطاف­پذیری مواد مرکب ذره‌ای دارد. در این تحقیق، از روش ریخته­گری گردابی برای تهیه‌ی نمونه­های ماده‌ی مرکب تقویت شده با نانوذرات استفاده شد و پس از آن، نمونه­های ریخته‌گری شده به‌منظور بهبود توزیع ذرات درون زمینه، به‌میزان­های مختلف نورد سرد شدند. سپس، بررسی­های ریزساختاری و خواص مکانیکی بر روی آن‌ها انجام شدند. نتایج آزمون کشش و مشاهدات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، تأثیر سودمند نورد سرد بر اصلاح ریزساختاری را تأیید کردند. با انجام فرایند آنیل، آثار کارسختی ناشی از نورد سرد در نمونه‌ها حذف شد و استحکام و انعطاف­پذیری آن‌ها افزایش یافت. چقرمگی نمونه‌های نورد شده نسبت به نمونه‌های اولیّه (as-cast) تقریباً 19 برابر افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

نانوذرات؛ ریخته‌گری گردابی؛ نورد سرد؛ توزیع ذرات؛ خوشه‌های ذرات؛ خواص مکانیکی