بررسی اثر کسر حجمی فاز تقویت کننده بر خواص کششی کامپوزیت al6061/sic به روش اکستروژن گرم
Abstract
در پژوهش حاضر تأثیر کسر حجمی فاز تقویت کننده و فرآیند اکستروژن بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت al6061/sic مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا آلیاژ پایه al6061 با استفاده از شمش های آلومینیم خالص، سیلیسیم، آمیژان های al-50%mg، al-10%cr و میله نازک مسی تهیه گردید. در ادامه، کامپوزیت های al6061/5%sic، al6061/10%sic، al6061/15%sic و al6061/20%sic از طریق اضافه کردن مقادیر مختلف از ذرات کاربید سیلیسیم و به روش ریخته گری همزدنی تهیه شد. بر روی نمونه های کامپوزیتی حاوی کسرهای حجمی متفاوت از فاز تقویت کننده sic، عملیات اکستروژن داغ صورت گرفت. بررسی های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی انجام شد. با توجه به نتایج این بررسی ها، با افزایش مقدار فاز تقویت کننده کاربید سیلیسیم میزان تخلخل ها و حفرات موجود در ریزساختار افزایش یافت. این در حالی است که اعمال فرآیند اکستروژن سبب کاهش میزان تخلخل ها و ریزشدن فاز تقویت کننده شد. به منظور بررسی اثر مقدار sic و فرآیند اکستروژن بر خواص کششی کامپوزیت مورد آزمایش، از دو پارامتر استحکام کششی نهایی (uts) و میزان ازدیاد طول تا لحظه شکست (el.%) استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن کاربید سیلیسیم تا 5 درصد وزنی به کامپوزیت اولیه سبب افزایش استحکام کششی نهایی کامپوزیت می شود. از سوی دیگر به دلیل ترد بودن ذاتی این فاز، افزودن آن در تمام مقادیر به کامپوزیت موجب کاهش انعطاف پذیری آن میشود. اعمال فرآیند اکستروژن به دلیل افزایش پیوستگی ذرات فاز تقویت کننده به زمینه، موجب بهبود خواص کششی کامپوزیت شد. نتایج شکست نگاری نیز نشان داد که افزایش مقدار کاربید سیلیسیم شکست نمونه را به سمت شکست ترد و اعمال فرآیند اکستروژن سبب نرم تر شکسته شدن کامپوزیت میشود.