بررسی ساختار متالورژیکی و خواص سایشی لایه سطحی ایجاد شده از طریق تابش پرتو لیزر بر روی سطوح آلومینیومی پوشش داده شده از نیکل

با وجود خواص بسیار مطلوب آلومینیوم و آلیاژهای آن و کاربردهای روبه گسترش در صنایع مختلف ، به علت سختی کم ، نقطه ذوب پائین و مقاومت به سایش نامطلوب و اصولاً خواص تریبولوژی ضعیف ، بکارگیری آن ها در بخش هایی که با اصطکاک شدید و بارگذاری مکانیکی و حرارتی در ارتباط هستند، محدود می شود . لذا به منظور توسعه کاربرد می بایست به روش های مختلف کارائی سطحی آن ها را افزایش داد . از آن جا که امکان تغییر حالت مارتنزیتی (در فلزات آهنی ) و لذا استحکام دهی ناشی از آن برای آلومینیوم و آلیاژهای آن وجود ندارد لذا برای افزایش قابلیت آنها عمدتاً از عملیات سطحی استفاده می شود . در این میان آلیاژسازی سطحی آلومینیوم توسط لیزر با ایجاد ساختارهای کاملاً کنترل شده روش مؤثری در بهبود خواص سایشی و خوردگی است. در پژوهش حاضر تأثیر متغیرهای اصلی در آلیاژسازی سطحی توسط لیزر nd-yag ضربانی همچون زمان اندرکنش پرتو با ماده ، توان و چگالی توان و همچنین اثر روبش مجدد در تشکیل ترکیبات بین فلزی نیکل و آلومینیوم و در نهایت بر رفتار تریبولوژیک آن ها مورد بررسی قرار گرفته است . ریز ساختار ، ترکیب شیمیایی و هندسه لایه آلیاژی شده ، خواص مکانیکی و رفتار تریبولوژیک آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ، آنالیز edx ، پراش پرتو x (xrd) ، میکروسختی سنج و دستگاه سایش لغزشی رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفت . مشخص شد که زمان اندرکنش پرتو لیزر ضربانی دارای اثر مهمی بر ریزساختار و خواص لایه های آلیاژ شده می باشد . همچنین مشخص گردید که اثرات چگالی و مقدار انرژی جذب شده از پرتو لیزر هر دو بر عمق لایه آلیاژ شده و سختی می بایست بطور همزمان مورد ارزیابی قرار گیرد . نتایج نشان می دهد که روبش مجدد لیزر موجب تغییر در ترکیب شیمیایی نمونه های فرآوری شده می شود. ترک های طویل و عمیق تشکیل شده درحوضچه در شرایط روبش مجدد به علت اثرات حرارتی ناشی از روبش سوم از بین می روند. نتایج بررسی رفتار تریبولوژیک لایه های آلیاژ شده نسبت به آلومینیوم بدون پوشش و آلومینیم آبکاری شده از کاهش قابل توجهی در نرخ سایش حکایت دارد. کاهش نرخ سایش نمونه های آلیاژ شده توسط لیزر به تشکیل ساختارهای شامل فازهای سخت آلومیناید نیکل ربط داده می شود. با روبش مجدد ، علی رغم افزایش سختی در لایه آلیاژ شده ؛ نرخ سایش افزایش می یابد که این رفتار متناسب با ریز ساختار و لذا مکانیزم سایش ناشی از آن ارزیابی می شود .