مشخصه یابی و کامپوزیت سازی سطحی آلومینیوم/منیزیم تولید شده به روش اصطکاکی اغتشاشی

آلیاژ al-1050 یک آلیاژ عملیات حرارتی ناپذیر آلومینیوم از سری xxx1 می¬باشد. به طور کلی آلیاژهای آلومینیوم به دلیل وزن کم و استحکام مناسبی که دارند در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می¬گیرند. از این رو بهبود خواص این مواد بسیار اهمیت پیدا کرده است. روش fsp در سال 1991 در انگلستان به عنوان یک روش کارآمد برای بهبود خواص آلومینیوم به جهان معرفی شد. در این روش از یک ابزار سخت استفاده می¬شود که با چرخش بر روی قطعه¬ی آلومینیومی باعث اغتشاش در آن شده که نتیجه¬ی این اغتشاش بهبود خواص ماده است. در سال¬های اخیر محققان زیادی در مورد فرایند fsp تحقیق نموده¬اند. نتایج تحقیقات این دسته از محققین نشان داده است که با اضافه نمودن پودر مواد سرامیکی یا فلزی به ناحیه¬ی fsp شده می¬توان خواص بهتری را در آلیاژ مورد نظر به دست آورد. بدین منظور در پژوهش حاضر، پودر فلز منیزیم توسط روش اصطکاکی اغتشاشی، به منظور کامپوزیت¬سازی سطحی و در نتیجه آن اصلاح ساختار و بهبود خواص مکانیکی به زمینه al-1050 اضافه گردید. کامپوزیت¬سازی در تعداد پاس¬های 1، 2و 4 با موفقیت صورت گرفت و خواص آن از جمله سختی، استحکام کششی و خواص ریزساختاری مورد بررسی قرار داده شد. در ابتدای این تحقیق به بررسی اثر تعداد پاس fsp بر روی زیرلایه¬ی al-1050 پرداخته و سپس نتایج با کامپوزیت¬های ساخته شده مقایسه گردید. بررسی¬های ریزساختاری نوری نشان داد که با اعمال یک پاس fsp بدون منیزیم ساختار از حالت ستونی و کشیده در فلزپایه به ساختار هم¬محور تبدیل شد و با تکرار پاس¬ها اندازه دانه ریزتر شد. این بررسی¬ها همچنین نشان داد با اضافه شدن منیزیم، ساختار به طور قابل توجهی ریزدانه¬تر شد و با تکرار پاس ساختار ظریف¬تری بوجود آمد. بررسی¬ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی al3mg2 در نمونه¬ی 4پاس است. نتایج سختی سنجی نشان داد نمونه¬های اغتشاش یافته بدون منیزیم حداکثر دارای سختی hv3∓27 و نمونه¬های کامپوزیت دارای سختی hv5∓60 بوده¬اند در حالی که فلز پایه سختی معادل hv2∓20 داشته است. بررسی¬های استحکام کششی نیز حاکی از بهبود استحکام در کامپوزیت ساخته شده در 4پاس است. بررسی¬های خوردگی نشان داد که با انجام fsp مقاومت به خوردگی بهبود یافته اما در حالتی که پودر منیزیم استفاده شد، مقاومت به خوردگی کاهش پیدا کرده است. آزمون سایش نیز نشان داد فرایند fsp باعث بهبود مقاومت به سایش می¬شود. از طرفی حضور پودر منیزیم باعث بهبود بیشتر مقاومت به سایش شده است.