21032

۲۱۰۳۲

بررسي تأثير نرخ كرنش و ريزساختار بر رفتار سيلان نانوكامپوزيت پايه A356 در فرآيند فورجينگ

كارشناسي ارشد

شكل دادن فلزات

۹۷-۹۸

۱۳۹۸/۴/۱۰

دكتر سيد حسين رضوي - دكتر حسين ثقفيان لاريجاني

مواد و متالورژي

امروزه نانوكامپوزيت‌هاي زمينه فلزي با استقبال قابل توجهي در صنايع گوناگون مواجه شده‌اند. در ميان انواع نانوكامپوزيت‌هاي زمينه فلزي نيز نانوكامپوزيت‌هاي زمينه آلومينيم با ذرات استحكام‌بخش كاربيد سيليسيم‌، اكسيد آلومينيوم، كاربيد تيتانيم، كاربيد بور و ... به دلايل متعددي رواج بيشتري يافته‌اند كه به روش‌هاي مختلفي توليد مي شوند. درميان انواع روش‌هاي توليد، روش ريخته‌گري به علت سرعت بالا‌تر و هزينه‌هاي پايين‌تر بيش از ساير روش‌ها در توليد قطعات كامپوزيتي مورد توجه قرارگرفته و بهينه است. اما اين نانوكامپوزيت‌ها به خاطر عيوب و نقائص ناشي از فرآيند ريخته‌گري اغلب با مشكلات گسترده در شكل‌دهي همراه هستند. بنابراين دغدغه‌ي موجود در شكل‌دهي نانوكامپوزيت‌هاي زمينه آلومينيمي توليد شده به روش ريخته‌گري، علت انجام پژوهش حاضر است. در اين پژوهش، نمونه‌ها با آلياژ 356A به عنوان زمينه و ذرات با اندازه متوسط 50 نانومتري Al2O3 آلفا با درصدهاي وزني 5/0، 1 و 5/1 به عنوان تقويت‌كننده ريخته‌گري شدند. براي ريخته‌گري نمونه‌ها از كوره مجهز به همزن الكترومغناطيس استفاده شد. پس از آن نمونه‌ها با نرخ كرنش‌هاي 001/0، 01/0، 1/0 و 5/0 بر ثانيه و دماهاي 350، 400، 450 و 500 درجه سانتي‌گراد تحت آزمايش فشار گرم تا افت ناگهاني نيرو، قرار گرفتند. همچنين نمونه‌ها با نرخ كرنش 0007/0 بر ثانيه در دماي محيط مورد آزمايش فشار تك محوره قرار گرفتند. جهت مشخصه‌يابي نمونه‌ها نيز از ميكروسكوپ نوري، الكتروني روبشي و طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس استفاده شد. پس از بررسي نتايج حاصل از آزمايش‌ها مشاهده شد كه حداكثر استحكام نانوكامپوزيت‌ها در دماي 400 درجه سانتي‌گراد و نرخ كرنش 5/0 رخ مي‌دهد. همچنين بررسي شد كه با كاهش درصد وزني ذرات تقويت‌كننده در زمينه از 5/1 به 5/0، استحكام تسليم و نهايي فشاري كل ماده به ترتيب 10 و 15 درصد افزايش مي‌يابد كه نشان‌دهنده‌ي خوشه‌اي شدن نسبي نانوذرات در درصد وزني‌هاي بالاتر است. واژه‌هاي كليدي: نانوكامپوزيت- آلومينيوم 356A -فشار گرم

1398/06/26

Investigation on the Influence of Srain Rate and Microstructure on Flow Behavior of A356 Base Nanocomposite in Forging Process

7/2/2019 12:00:00 AM

Nowadays Metal-matrix nanocomposites are widely used in different industries. Among the mentioned composites, nanocomposites with Aluminum matrix consisting of reinforcements such as Silicon Carbide, Aluminum Oxide, Titanium Carbide, Boron Carbide and ... have become more popular due to many reasons and are produced by several methods. Among these ways, casting method is of greater importance and attention because of having a higher production rate and lower costs compared to other methods. However, these nanocomposites face too many problems in forming process as a result of casting defects. Therefore, concerns related to forming process of Aluminum-Matrix nanocomposites produced by casting is the reason that this study is performed. In this study, samples were cast with A356 alloy as the matrix and 50 nm alpha Al2O3 particles with weight percentages of 0.5, 1 and 1.5 as reinforcing components. A furnace equipped with an electro-magnetic stirrer was used. Afterward, the samples were tested with the hot press under strain rates of 0.001, 0.01, 0.1 and 0.5 per second and 350, 400, 450 and 500 Celsius degree temperatures. The samples were also tested under uni-axial pressure in room temperature with the strain rate of 0.0007. optical and scanning electron microscopes and X-ray diffraction spectroscopy was used in order to Find out different characteristics of the samples, after checking the concluded results, we came up to this point that the UTS of nanocomposites is reachable in 400 Celsius degree temperature and strain rate of 0.5 per second which is due to the activation of dynamic recrystallization mechanism under these circumstances. It was also concluded that by decreasing weight percentage of hardeners in the matrix from 1.5 to 0.5, yield and ultimate compression strength were increased by 10% and 15 %, respectively which represents relative clustering of Nano-particles in higher weight percentages. Keywords: Nanocomposite - Aluminum A356 - Hot Press