نام پژوهشگر: آیدا ندیم

بررسی تاثیر آهن بر خواص مکانیکی و تریبولوژیکی کامپوزیت های درجای آلومینیوم al-15wt.%mg2si
پایان نامه دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) - قزوین - دانشکده مهندسی مواد 1391
  آیدا ندیم   احمد رزاقیان

در پژوهش حاضر تاثیر افزودن عنصر آهن بر تغییرات ریزساختاری، خواص کششی و سایشی کامپوزیت al/15wt.% mg2si مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه آهن به عنوان یکی از متداول ترین ناخالصی های آلیاژهای آلومینیوم شناخته شده است و در فرایند تولید به حداقل مقدار کاسته می شود، مشاهده شده است که با کنترل میزان آهن می توان به بهبود خواص سایشی آلیاژهای al-si دست یافت. لذا ابتدا کامپوزیت mg2si-al با استفاده از فلزات خالص al، si و mg از طریق فرآیند ریخته گری ساخته و سپس نمونه های حاوی مقادیر مختلف 5/0، 1و 2 درصد وزنی آهن جهت بررسی ریزساختاری و خواص مکانیکی و سایشی (تحت بار های 21، 35و 57 نیوتن) تهیه شد. نتایج بررسی های ریزساختای نشان می دهد که آهن باعث تغییر شکل ذرات تقویت کننده از اشکال غیر معمول و نامنظم به چند وجهی های منظم با ابعاد کوچک تر، ظریف تر شدن ساختار یوتکتیک و همچنین تشکیل ترکیبات بین فلزی غنی از آهن موسوم به بتا در تمامی نمونه ها شده است. مشاهده می شود تمامی نمونه ها به جز کامپوزیت حاوی 5/0 درصد آهن، دچار افت خواص مکانیکی شده اند. در عین حال نشان داده شده است که افزودن آهن باعث افزایش بار انتقالی از سایش خفیف به شدید در تمامی نمونه ها و نیز کاهش نسبی 6 و 10 درصدی نرخ سایش نمونه های حاوی 5/0و 1 درصد آهن در بار 57 نیوتن در مقایسه با کامپوزیت پایه می شود. افزایش پایداری حرارتی کامپوزیت های حاوی آهن ناشی از حضور ترکیبات سخت بتا می تواند باعث کاهش نرخ سایش این کامپوزیت ها در بار اعمالی بالای 57 نیوتن شده باشد. در ادامه نیز به منظور کاهش اثرات منفی فاز بتا، عنصر منگنز به نمونه های حاوی آهن افزوده شد. در این کامپوزیت ها با تشکیل فاز آلفای حروف چینی به جای بتای صفحه ای، خواص مکانیکی و سایشی نمونه ها افزایش یافته است. تاثیر بارهای اعمالی بر چگونگی رفتار سایشی کامپوزیت های حاوی آهن، بهسازی شده توسط منگنز و همچنین کامپوزیت پایه نیز مورد بحث قرار گرفته است. واژه های کلیدی: کامپوزیت آلومینیوم، خواص تریبولوژیکی، آهن، منیزیم سیلیساید، ترکیب بین فلزی، سایش.