ساخت و مشخصه یابی کامپوزیت زمینه آلومینیم تقویت شده با الیاف بلند فولادی با پوشش ni-p

در این تحقیق، کامپوزیت زمینه آلومینیم با استفاده از تقویت کننده های سیم بلند فولادی دوبعدی با درصدهای حجمی 5/0 و 5/1? به کمک روش نفوذدهی مذاب بدون اعمال فشار اضافی ساخته و مشخصه یابی شد. سیم های فولادی بکار رفته در این پژوهش شامل سیم فولاد زنگ نزن، سیم فولاد ساده کربنی، سیم فولاد آلومینایز شده و سیم فولادی با پوشش ni-p به صورت درهم تنیده و در دوبعد و با مش بندی مختلف بودند. استفاده از سیم های فولاد زنگ نزن به عنوان تقویت کننده به دلیل داشتن مش بندی کوچک با عدم موفقیت همراه بود. مش بندی ریز این سیم ها مانع از انجام کامل نفوذدهی مذاب شد. یکی از مسائل مرتبط با کامپوزیت زمینه آلومینیمی تقویت شده با سیم های فولادی، تشکیل فازهای بین فلزی در فصل مشترک زمینه و الیاف است. خصوصیات مکانیکی کامپوزیت های ساخته شده در این پژوهش در حضور فازهای مختلف در فصل مشترک بررسی شد. به منظور تهیه ی سیم فولادی با پوشش ni-p، پوشش ni-p به روش الکترولس و به ضخامت 8-5 میکرومتر بر روی الیاف فولادی اعمال شد. خواص مکانیکی کامپوزیت های ساخته شده توسط آزمون های کشش و ریزسختی و همچنین مشخصات ریزساختاری آن ها توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و همچنین آزمون های آنالیز طیف سنجی تفرق انرژی اشعه ایکس و تفرق اشعه ی ایکس انجام شد. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان داد استحکام کششی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پوشش دار ni-p نسبت به زمینه ی آلومینیم خالص بهبود یافته و در عین حال انعطاف پذیری این کامپوزیت افت چندانی نکرده است. کمترین انعطاف پذیدی و بیشترین مقادیر استحکام کششی مربوط به کامپوزیت های تقویت شده با الیاف آلومینایز شده بود. فازهای بین فلزی fe-al که در نتیجه ی تماس fe-al در دمای بالا تشکیل می شوند، فازهایی با سختی و تردی زیاد هستند. از نتایج بررسی های ریزساختاری می توان استنباط نمود که حضور فازهای بین فلزی fe3al، fe2al5 و feal3 در فصل مشترک زمینه/الیاف آلومینایز شده باعث استحکام دهی فصل مشترک شده و در عین حال سختی و شکنندگی فصل مشترک را افزایش می دهند. در مقابل پوشش نازک ni-p در فصل مشترک زمینه/الیاف پوشش دار ni-p مانع از نفوذ اتم ها و تشکیل فازهای یاد شده می شود. اثر این فازها بر استحکام و سختی کامپوزیت با انجام عملیات حرارتی بر روی کامپوزیت تقویت شده با الیاف آلومینایز شده به مدت 6 ساعت و در دمای ?c500 نشان داده شد. کامپوزیت تقویت شده با الیاف آلومینیایز شده که تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند بیشترین استحکام تسلیم و نهایی را در بین کامپوزیت های ساخته شده دارا بودند. در نهایت از تحقیق حاضر می توان چنین نتیجه گیری نمود که حضور فازهای بین فلزی fe-al باعث بهبود استحکام و افزایش سختی کامپوزیت شده و انعطاف پذیری را شدیداً کاهش می دهد. از طرف دیگر، حضور پوشش ni-p در فصل مشترک باعث حفظ انعطاف پذیری و بهبود استحکام کامپوزیت نسبت به زمینه ی آلومینیم می شود.