ساخت کامپوزیت دوگانه al-tic-b4c از روش ریخته گری کوبشی و ارزیابی خواص آن

کامپوزیت های زمینه آلومینیومی به دلیل داشتن خواصی نظیر استحکام و سختی مناسب، مقاومت سایشی بالاو چگالی نسبتاً پایین در سال های اخیر مورد توجه طراحان و مهندسان برای کاربرد در صنایع مختلف قرار گرفته است. در این پژوهش تولید و ارزیابی کامپوزیت هایal-tic، al-b4c، al-tic-b4c با درصدهای مختلف از پودر tic و b4c با استفاده از ترکیب فرآیندهای ریخته گری همزدنی و ریخته گری کوبشی مورد مطالعه قرار گرفت. مشکل اصلی فرآیندهای ریخته گری ترشوندگی ضعیف ذرات تقویت کننده سرامیکی در مذاب و عدم توزیع یکنواخت این ذرات در زمینه است. در این تحقیق برای حل این مشکلات، روش های مختلفی از جمله اضافه کردن عنصر آلیاژی منیزیم به مذاب آلومینیوم، تولید و اضافه کردن پودرهای کامپوزیتی cp(al-tic) و cp(al-b4c) به مذاب آلومینیوم، اضافه کردن روانساز na3alf6 به مذاب و عملیات حرارتی ذرات تقویت کننده مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه یابی نمونه ها با استفاده ار میکروسکوپ نوری(om)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و آنالیز طیف سنجی انرژی (eds) انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که از میان روش های متفاوت بهبود ترشوندگی و توزیع یکنواخت ذرات تقویت کننده در زمینه، اضافه کردن روانساز همراه با ذرات tic و عملیات حرارتی ذرات b4c موفقیت آمیز بود. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی محصولات کامپوزیتی، آزمون های سختی سنجی، کشش و سایش با شرایط یکسان برای نمونه-ها انجام گرفت. نتایج سختی سنجی نمونه ها، سختی بالاتر کامپوزیت های دوگانه را نسبت به کامپوزیت های تقویت شده با یک نوع ذره نشان دادند. مقایسه خواص کششی نمونه های کامپوزیتی نیز حاکی از بالاتر بودن استحکام تسلیم و کششی کامپوزیت دوگانه تقویت شده با 5/7 درصد حجمی کاربید تیتانیم و کاربید بور بود. همچنین نتایج انجام آزمون سایش بر روی نمونه های مختلف، رفتار سایشی مناسب تر کامپوزیت دوگانه al-7.5tic-7.5b4c را در مقایسه با نمونه های دیگر نشان داد به طوری که بعد از 1000 متر لغزش، کاهش جرم فلز پایه mg5/82، نمونه تقویت شده با 10 درصد حجمی ذرات کاربید تیتانیم mg 36، نمونه تقویت شده با 10 درصد حجمی ذرات کاربید بور mg 21، کامپوزیت دوگانه تقویت شده با 5 درصد حجمی کاربید تیتانیم و کاربید بور mg2/25 و کامپوزیت دوگانه تقویت شده با 5/7 درصد حجمی کاربید تیتانیم و کاربید بور mg8/13 بود. بررسی سطوح و ذرات سایش نمونه ها مکانیزم های سایش متفاوت را نشان داد.