تولید کامپوزیت و نانو کامپوزیت پایه منیزیم az91/sio2 به روش فرآوری اصطکاکی اغتشاشی و بررسی خواص متالورژیکی و مکانیکی کامپوزیت

آلیاژهای برپایه منیزیم بعلت داشتن خصوصیات ساختاری منحصر بفرد از جمله چگالی بسیار پایین و سفتی و استحکام بالا در سالهای اخیر مورد توجه صنایع مختلف مانند اتومبیل سازی و هوا و فضا قرار گرفته اند. این آلیاژها بتدریج جایگزین فولاد و آلومینیوم و در صنایعی مانند الکترونیک جایگزین پلاستیک می شوند. اما در کنار این خصوصیات منحصربفرد، بعلت شکلپذیری ضعیف در دمای اتاق، قیمت بالا، مقاومت پایین آنها به سایش و خوردگی و پایین بودن مقدار سختی، استفاده از این آلیاژها همچنان محدود باقی مانده است. در این تحقیق با تولید کامپوزیت و نانو کامپوزیت سطحی az91/sio2 با استفاده از فرآوری اصطکاکی اغتشاشی، خواص متالورژیکی و مکانیکی این کامپوزیت مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست امده از ازمایشات نشان می دهد که فرآوری اصطکاکی اغتشاشی باعث ایجاد یک ریزساختار همگن بسیار ریزدانه می شود، بطوریکه اندازه دانه در نمونه های نانو کامپوزیتی تولیدی در سه پاس به حدود 7 میکرون رسیده است که حدود 20 برابر کوچکتر از اندازه متوسط دانه در الیاژ ریختگری az91 می باشد. همچنین تحقیقات نشان می دهد که فرآوری اصطکاکی اغتشاشی باعث بهبود خواص مکانیکی الیاژ منیزیمی شده است، بطوریکه استحکام کششی نهایی به حدود 257 mpa و ازدیاد طول به 37/18% رسیده است که بترتیب حدود دو و سه برابر الیاژ پایه می باشد.در مورد تاثیر فراوری اصطکاکی اغتشاشی برروی سختی نمونه های تولیدی نیز آزمونهای میکروسختی نشان می دهند که مقدار ریزسختی آلیاژ منیزیم az91 پایه از 64 ویکرز به 103 ویکرز در نمونه های تولیدی با پودر نانو در یک پاس و 137 ویکرز در نمونه های تولیدی با پودر نانو در سه پاس رسیده است. افزایش تعداد پاس باعث همگن تر شدن توزیع پودر در زمینه ماتریس می شود و بعلت تبلور مجدد ناشی از تغییر شکل پلاستیکی و حضور ذرات سرامیکی اندازه دانه کاهش می یابد. در مورد خواص مکانیکی هم این افزایش تعداد پاس موجب از بین رفتن پودر آگلوموره شده نانو در زمینه فلز می شود و نتیجتا خواص کششی نمونه های نانو کامپوزیتی بهبود می یابند. همچنین ابزار فرایند و هندسه آن، بویژه طراحی شولدر و پین ابزار در کیفیت و سالم بودن نمونه های تولیدی نقش مهمی دارد و با انتخاب صحیح ابعاد شولدر و پین و به تبع آن ایجاد حرارت کافی برای خمیری شدن ماده، نمونه های سالم و بدون عیب کامپوزیتی حاصل می شوند.