ارزیابی ریزساختار، خواص مکانیکی و کارپذیری کامپوزیت al/al2o3 تولید شده به روش متالورژی پودر و نورد تجمعی

در این پژوهش کامپوزیت های زمینه آلومینیمی حاوی 2، 4، 6 و 10% وزنی آلومینا توسط فرایندهای متالورژی پودر، آسیاکاری مکانیکی و پرس داغ تحت خلاء تولید شدند و سپس تحت عملیات نورد داغ قرار گرفتند. ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه ها به-ترتیب توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و آزمون های کشش تک محوری، سنبه برشی و سختی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی های ریزساختاری از ورق های کامپوزیتی نورد داغ شده توزیعی یکنواخت از ذرات آلومینا را در زمینه ی آلومینیمی نشان داد. با افزایش ذرات آلومینا در زمینه، استحکام کششی، استحکام برشی و سختی افزایش یافت در صورتیکه درصد ازدیادطول کششی و برشی با کاهش همراه بود. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای ارزیابی فصل مشترک آلومینیم/آلومینا و بررسی سطوح شکست نمونه های نورد داغ شده پس از انجام آزمون کشش تک محوری استفاده شد. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی بیان کننده ی حالت تخریب از نوع شکست نسبتاً نرم در نمونه حاوی 2% وزنی آلومینا بود، در حالی که در نمونه حاوی 4% وزنی آلومینا با سطوح شکست صاف بیشتری همراه بود. در حین اعمال فرایند نورد داغ، کامپوزیت های حاوی 6 و 10% وزنی آلومینا دچار شکست شدند، در حالیکه کامپوزیت های حاوی 2 و 4% وزنی آلومینا با موفقیت نورد شدند. به این دلیل، در بخش دوم پژوهش، درصد وزنی آلومینا به 2/0، 4/0 و 8/0% وزنی تغییر پیدا کرد. همچنین، برای کاهش اثر کارسختی به علت آسیاکاری مکانیکی، فرایند گاززدایی در دمای k673 به مدت 30 دقیقه تحت خلاء انجام پذیرفت. بعد از اعمال فرایند نورد داغ، نمونه ها تحت عملیات نورد تجمعی پیوندی قرار گرفتند. این فرایند با موفقیت تا پنج سیکل بر روی تمامی نمونه های سری دوم انجام گرفت. از فرایند نورد تجمعی پیوندی در این پروژه به عنوان یک روش کاملاً جدید و قابل توجه برای تولید ورق های کامپوزیتی تولید شده استفاده گردید. در ادامه، ریزساختار و خواص مکانیکی ورق های کامپوزیتی تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات نشان داد که این ورق های مستحکم کامپوزیتی توزیعی بسیار عالی از ذرات تقویت کننده را دارند. بررسی های آزمون سنبه برشی حاکی از آن بود که استحکام برشی نهایی و تسلیم با افزایش تعداد سیکل های نورد تجمعی، افزایش یافته است. همچنین، مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطوح برش ورق های سوراخ شده نشان داد که با افزایش تعداد سیکل های نورد تجمعی پیوندی، کیفیت سطح بهبود یافته و از مقدار زبری کاسته شده است.