توسعه و ارزیابی پوشش نانوساختار حاوی ترکیبات بین فلزی ti-al بر سطح آلیاژ al6061 با استفاده از فرایند اصطکاکی- اغتشاشی

در این پژوهش نانوکامپوزیت آلومینیوم 6061 حاوی ذرات تقویت کننده از جنس ترکیبات بین فلزی آلومینیوم و تیتانیوم به کمک فرایند اصطکاکی - اغتشاشی (fsp) و به صورت درجا تولید و مشخصه یابی شد. به این منظور پودر تیتانیوم به زمینه آلومینیوم 6061 به روش شیاری اضافه شده و سپس فرایند اصطکاکی - اغتشاشی انجام گرفت. به منظور بهبود فرایند اصطکاکی - اغتشاشی از طرح ابزار جدیدی شامل دو قسمت استفاده گردید در آن پین یکی از انواع ابزارهای استاندارد براده برداری است که در داخل نگهدارنده قرار می گیرد. فرایند اصطکاکی - اغتشاشی با سرعت خطی 20 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخش 800 دور بر دقیقه انجام شد. نمونه ها با چهار مقدار ذرات تقویت کننده (5، 10، 15 و 20 درصد حجمی) آماده و هرکدام به تعداد یک، سه و پنج بار فرایند اصطکاکی - اغتشاشی شدند. جهت تعیین ساختار فازی نمونه ها از پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنج اشعه ایکس (eds) استفاده شده و بررسی ریزساختارها به کمک متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) صورت پذیرفت. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان داد که ذرات تقویت کننده از جنس ترکیبات بین فلزی al3ti تشکیل شده اند. همچنین به کمک بررسی های ریزساختاری و رابطه ویلیامسون - هال مشخص شد ذرات تقویت کننده از جنس al3ti با اندازه دانه میانگین برابر با 87 نانومتر در کامپوزیت ها تشکیل شده اند. . مقایسه رفتار سایشی کامپوزیت با ترکیب و پارامترهای بهینه با نمونه آلیاژ آلومینیوم 6061 اولیه و نمونه فرایند اصطکاکی - اغتشاشی شده نشان داد مقاومت سایشی بهبود چشمگیری داشته است (کاهش جرم پس از طی 1100 متر تا حد 60% کاهش یافته است). به علاوه ضریب اصطکاک نیز به میزان 2/0 کاهش می یابد. سختی نمونه های کامپوزیتی در قیاس با حالت آنیل از افزایش سختی قابل توجهی برخوردار بود، اما در قیاس با سختی آلیاژ آلومینیوم 6061 عملیات حرارتی شده سختی پایین تری داشت.