26660

بررسي خواص سايشي كامپوزيت NiAl-TiC-TiB2 توليد شده به روش سنتز احتراقي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالوژي

1396

1399/04/18

دكتر منصور سلطانيه-دكتر ماندانا عادلي

دكتر حسن ثقفيان

مهندسي مواد و متالوژي

هدف از تحقيق حاضر بررسي خواص سايشي كامپوزيت NiAl-TiC-TiB2 توليد شده به روش سنتز احتراقي است. از مواد اوليه پودري شامل آلومينيم، نيكل به عنوان پودرهاي سازنده زمينه و تيتانيم و كاربيد بور به عنوان عوامل گرمازاي واكنش و همچنين عوامل سازنده ذرات تقويت كننده سراميكي استفاده شد. اين مخلوط پودري به صورت قرص فشرده Ni+Al:3Ti+B4C در آمد. نمونه-هاي فشرده به دست آمده در كوره القايي در اتمسفر آرگون ، تحت گرمايش با سرعت بالا قرار گرفتند. تشكيل فازهاي تشكيل شده به روش سنتز احتراقي با استفاده از آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني (SEM) و آناليز EDS تاييد شد. تصاوير ميكروسكوپ نوري نيز از نمونه¬ها تهيه شد و دانه بندي نمونه¬ها و اندازه دانه كامپوزيت¬ها بررسي شد. تخلخل نمونه¬ها از نمونه بدون تقويت كننده تا نمونه با 15درصد تقويت كننده 35 درصد افزايش يافت. همچنين ميزان سختي نمونه¬ها با افزايش مقاوم ساز تا 15 درصد، 104 درصد افزايش داشته است. نمونه¬ها به منظور اثر ميزان مقاوم ساز روي خواص سايشي كامپوزيت¬هاي به دست آمده تحت آزمون پين روي ديسك قرار گرفتند. در حين اين آزمون ميزان كاهش وزن نمونه¬ها با افزايش درصد مقاوم ساز كاهش يافته است كه نشانگر افزايش مقاومت به سايش نمونه¬ها بوده است. همچنين با افزايش نيروي وارده، ميزان كاهش وزن بيشتر شده است. با توجه به نرخ سايش ويژه، مكانيزم سايش در حين آزمون، ثابت فرض شد و با بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني و آناليز EDS سطوح تحت سايش و ذرات حاصل از سايش به دليل مشاهده عناصر پين در نتايج آناليز EDS و همچنين بيشتر شدن مقادير اين عناصر در ازاي افزايش مقاوم ساز مي¬توان دريافت مكانيزم سايش چسبان بوده است و با افزايش مقاوم ساز پين بيشتر ساييده شده و مقاومت به سايش كامپوزيت مورد نظر افزايش يافته است. همچنين نمودارهاي ضريب اصطكاك بر حسب مسافت طي شده نيز افزايش مقاومت به سايش را با افزايش مقاوم ساز تاييد كرده اند.

1401/04/01

Investigation of wear properties of NiAl-TiC-TiB2 composite produced by combustion synthesis method

7/9/2021 12:00:00 AM

The aim of this research was to investigate the wear properties of NiAl-TiC-TiB2 composite produced by combustion synthesis. Raw materials in powder form including aluminum, nickel were used as ewactant constituent powders together with titanium and boron carbide were as heat-reacting agents. The prepared powder mixture was compressed into Ni + Al: 3Ti + B4C precursors. The compressed specimens were accommodated in the induction furnace under argon atmosphere were subjected to high rate heating. The formation of the combustion-synthesized phases was confirmed using X-ray diffraction analysis (XRD) and electron microscopy (SEM) micrographs equoed with EDS analysis. Optical microscope (OM) images were also taken from the samples to determine the grain size of the samples. The porosity of the samples measured via Archemidos approach increases from 15% to 35% from one with no reinforcement up to 15% TiC-TiB2. Also, the hardness of the samples increased by 15% with the increase of the second phase. The tribological characteristics of composites were studied using dry sliding pin-on-disc experiment. It was seen that, the rate of weight loss of the samples decreased with increasing the percentage of reinforcement phase, leading to an increase in the wear resistance of the samples. The dominant wear mechanism was determined to be low cycle fatigue and adhesion wear. Based on the specific wear rate, the adhesion and fatigue mechanisms during the test were assumed to be unchanged. In exchange for increasing the strength by adding second ceramic phases, it is possible to obtain the adhesive wear mechanisms. The higher amount of Iron as the main constitutent of pin indicates the increasing of wear resistance of composites with higher ceramic phase content. Also, the coefficients of the friction coefficient according to the distance traveled have confirmed the increase in wear resistance due to the increase of the TiC-TiB2 content.

سنتز احتراقي , خواص سايشي

Combustion Synthesis , wear properties

fateme soleimani tiran

Dr M.Soltanie - Dr M.Adeli - Dr H.Saghafian