ساخت نانوکامپوزیت های سطحی پایه آلومینیومی با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی

فرآیند اصطکاکی اغتشاشی که در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری قرار گرفته است روشی است مبتنی بر اصول جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی که به منظور ایجاد لایه های سطحی کامپوزیتی یا نانو کامپوزیتی بر روی یک فلز پایه بکار گرفته می شود. فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به صورت پیوسته شش عمل را انجام می دهد: الف- گرمای تولیدی پایین، ب- سیلان پلاستیکی وسیع ماده، پ- اندازه خیلی ریز دانه در منطقه اغتشاشی، ت – مخلوط سازی مکانیکی لایه سطحی، ث- اعمال فشار های فورجینگ بزرگ، ج- سیلان کنترل شده مواد.در این پایان نامه با توجه به ویژگی های بر شمرده، برای ایجاد لایه ی سطحی نانو کامپوزیتی هیبریدی و ساده بر روی فلز آلومینیوم آلیاژی aa8026، فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به کار گرفته شد. پودر های سرامیکی al2o3و tib2 به عنوان ذرات تقویت کننده انتخاب گردید. ریزساختار کامپوزیت های سطحی ساخته شده از طریق میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد، ذرات تقویت کننده در سطح مورد نظر آلومینیوم بطور یکنواخت توزیع شده و عاری از نقص های مانند حفره و ترک می باشد و ریز ساختاری همگن بدست می آید. تأثیر تعداد پاس، سرعت پیشروی و چرخش ابزار فرآیند بر خواص کششی، سختی، مقاومت به سایش و توزیع ذرات تقویت کننده در کامپوزیت های سطحی تقویت شده با ذرات هیبریدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با افزایش سرعت چرخش و کاهش سرعت پیشروی ابزار، سختی، استحکام تسلیم و نهایی کامپوزیت کاهش پیدا می کند در صورتی که توزیع ذرات تقویت کننده، شکل پذیری و مقاومت به سایش کامپوزیت بهبود می یابد؛ و با افزایش تعداد پاس فرآیند، خواص کششی، سختی، مقاومت به سایش، توزیع ذرات تقویت کننده و ریز ساختار زمینه ی کامپوزیت ها بهتر شد. همچنین تأثیر اندازه و جنس ذرات تقویت کننده بر خواص کششی، سختی و مقاومت به سایش مواد مرکب سطحی ساده تولیدشده با ذرات تقویت کننده al2o3 و tib2 نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با کاهش اندازه ذرات al2o3 از میکرو به نانو، خواص کششی، سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت بهبود پیدا می کند، اما مقاومت به سایش کامپوزیت کاهش می یابد. همچنین استفاده از ذرات تقویت کننده tib2 به جای al2o3 در ساخت کامپوزیت، خواص کششی، سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت را افزایش داد.