مطالعه رفتار سایشی و خوردگی نانوکامپوزیت درجا al-tib2 تولید شده با روش آلیاژسازی مکانیکی

کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات سرامیکی نسبت به آلیاژهای آلومینیوم خواص مکانیکی بهتری دارند و دارای کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف می باشند. این کامپوزیت ها به طور گسترده ای در محیط های اسیدی و تحت شرایط شدید سایش لغزشی به کار گرفته می شوند. در این پژوهش نانوکامپوزیت al-4fe/13.66wt%tib2 با استفاده از مخلوط پودرهای آلومینیوم، فروتیتانیم و اسید بوریک به عنوان مواد اولیه به وسیله روش آلیاژسازی مکانیکی و پرس داغ طراحی و ساخته شد. عملیات آلیاژسازی مکانیکی به کمک دستگاه آسیاب شافتی به مدت 30 ساعت در محیط گاز آرگون انجام شد و از پودرهای آلیاژسازی مکانیکی شده در زمان های 5، 15، 25 و 30 ساعت نمونه برداری شد. با گاززدایی و عملیات حرارتی پودرها به ترتیب در دماهای c°300 و c°700 به مدت زمان های یک ساعت عملیات آلیاژسازی کامل شد. آزمون های پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بر روی نمونه های پودری انجام گرفت. نتایج حاصل از xrd پودرهای عملیات حرارتی شده علاوه بر شکل گیری tib2 حضور دیگر فازهای تقویت کننده مانند ترکیبات al13fe4 و al2o3 در ساختار نانومتری آلومینیوم را نشان داد. پودرهای آلیاژسازی مکانیکی شده پس از عملیات گاززدایی و بدون عملیات حرارتی تحت فشار mpa200 پرس سرد شدند و در دمای c°700 به مدت زمان 35 دقیقه تحت عملیات پرس داغ قرار گرفتند. آزمون های چگالی سنجی، سختی سنجی و سایش پین بر روی دیسک جهت ارزیابی خواص مکانیکی و تریبولوژی به عمل آمد. همچنین به منظور ارزیابی مقاومت به خوردگی سطح، آزمون پلاریزاسیون در محلول آبی 5/3 درصد نمک طعام انجام شد. ساختار میکروسکوپی و آنالیز فازی نمونه ها به ترتیب توسط sem و دستگاه xrd بررسی شد و سپس نتایج با نمونه آلومینیوم تجاری مقایسه شد. بررسی نتایج نشان می دهد که سختی نمونه نانوکامپوزیت al-4fe/13.66wt%tib2 نسبت به نوع آلومینیوم تجاری آن در حدود 2 برابر افزایش یافته است. همچنین، نتایج آزمون سایش نشان داد که وجود ذرات تقویت کننده باعث افزایش مقاومت به سایش نمونه نانوکامپوزیتی می شود به طوری که مقدار کاهش وزن در بار n20 نسبت به نمونه آلومینیوم تجاری 26/19 درصد کاهش یافته است. همچنین، سرعت خوردگی نمونه نانوکامپوزیتی 2/2 برابر نسبت به نمونه آلومینیوم تجاری کاهش یافته است.