26237

بررسي رفتار سايشي كامپوزيت ريختگي با زمينهي آلياژ آلومينيوم 356 مقاوم شده با ذرات ميكرومتري SiC توليد شده به روش ريخته‌گري گردابي

كارشناسي ارشد

ريخته گري

1397

1400/11/2

دكتر حسن ثقفيان

مهدسي مواد و متالورژي

در دهه‌‌هاي اخير، كاربرد كامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي به دليل خواص مكانيكي و سايشي بهتر در صنايع مختلف بطور گسترده‌اي افزايش يافته است. در اين تحقيق، كامپوزيت آلومينيوم 356 تقويت شده توسط ذرات ميكرومتري SiC با اندازه متوسط µm10 و درصدهاي حجمي 10 و 20 با استفاده از روش ريخته‌گري گردابي توليد گرديد. ريخته‌گري در حالت نيمه‌جامد در محدوده دمايي C°590 _600 و با تزريق ذرات SiC به داخل مذاب صورت گرفت و تاثير درصد تقويت‌كننده بر سختي و رفتار سايشي كامپوزيت بررسي گرديد. همچنين مقدار 2 درصد وزني منيزيم خالص جهت بهبود ترشوندگي ذرات مقاوم‌ساز به مذاب افزوده شد. براي بررسي ريز ساختار از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و نوري (OM) استفاده شد. با بررسي ريز ساختار مشاهده شد كه كامپوزيت حاوي 20 درصد حجمي تقويت‌كننده، توزيع يكنواخت‌تري داشته و به عنوان نمونه كامپوزيت بهينه شناخته شد. مقدار سختي در نمونه كامپوزيت بهينه نسبت به ساختار زمينه، تقريبا به ميزان دوبرابر افزايش داشت. آزمايش سايش با استفاده از روش پين روي ديسك طبق استاندارد ASTM G77 در نيروهاي 10، 20 و 30 نيوتن با سرعت لغزش m/s 1/0 در مسافت 1000 متر و در دماي محيط بر روي نمونه‌هاي تقويت‌‌نشده و همچنين كامپوزيتي صورت گرفت. مقايسه خواص سايشي نمونه‌ي كامپوزيتي تقويت شده با 20 درصد حجمي مقاوم‌ساز SiC با نمونه‌هاي تقويت نشده، بهبود قابل ملاحظه‌اي را در خواص سايشي اين كامپوزيت نشان داد به صورتي كه حدود 63 درصد از ميزان كاهش وزن كاسته شد. همچنين مكانيزم غالب سايش موجود در نمونه‌هاي كامپوزيتي از نوع مكانيزم سايش چسبان به همراه رژيم سايشي ملايم تشخيص داده شد.

1400/12/24

Investigation of abrasive behavior of A356/SiC composite fabricated by stir casting method

1/22/2023 12:00:00 AM

The application of aluminum-based composites has increased widely due to better mechanical and abrasion properties in various industries in recent decades. In this study, aluminum alloy (A356) matrix composite reinforced with SiC micrometer particles with an average size of 10 µm and volumetric percentages of 10 and 20 were produced using the stir casting method. Casting was done in semi-solid state by injecting SiC particles into the melt and the effect of reinforcement percentage on the hardness and abrasion behavior of the composite was investigated. Also, 2% by weight of pure magnesium was added to the melt, which improved the wettability due to the reduction of surface tension around the hardening particles and also the increase of the surface reaction. Scanning electron microscop (SEM) and optical microscop (OM) were used to examine the microstructure. By examining the microstructure of the composite containing 20% by volume, the agglomeration enhancer had a very low and more uniform distribution and was identified as the optimal composite sample. Also, the amount of hardness in the optimal composite sample increased almost twice compared to the background structure. Comparison of the abrasion properties of a reinforced composite sample with 20% by volume of SiC particles with unreinforced samples, showed a significant improvement in the abrasion properties of this composite, so that about 63% of the weight loss was reduced.

كامپوزيت , كاربيد سيليسيم , ريخته گري گردابي , سختي , سايش

Composite , SiC , Stir casting , Hardness , Wear

Omid Shams

Hasan Saghafian