تولید نانوکامپوزیت دو جزیی فوق مستحکم زمینه آلومینیومی به روش آلیاژسازی مکانیکی و اکستروژن داغ و بررسی خواص مکانیکی آن

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

علیرضا عبدالهی ¹ , علی علیزاده ²

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد مرکب دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
2 - استادیار، مجتمع مواد و فناوریهای ساخت دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

تاريخ الإرسال : 10 الإثنين , ذو القعدة, 1434 تاريخ التأكيد : 10 الإثنين , ذو القعدة, 1434 تاريخ الإصدار : 17 الإثنين , ذو القعدة, 1434

الکلمات المفتاحية: آلیاژ Al2024, کامپوزیت دو جزیی, آلیاژسازی مکانیکی, اکستروژن داغ,

ملخص المقالة :

در این پژوهش، نانوکامپوزیت دو جزیی زمینه آلومینیومی به روش آلیاژسازی مکانیکی و اکستروژن داغ تولید گردید. برای این منظور، ابتدا پودر آلیاژ آلومینیوم 2024 درآسیاب سایشی تحت اتمسفر آرگون به مدت 50 ساعت آسیاب شده و سپس با پودر آلومینیوم اولیه در دو درصد وزنی 30 و 50 درصد مخلوط گردید. مخلوط حاصل به روش پرس گرم شکل داده شده و سپس تحت فرآیند اکستروژن داغ قرار گرفت. برای بررسی ریزساختار و سطوح شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نوری (OM)، آنالیز XRD و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مجهز به طیف­سنج EDS و برای مقایسه خواص مکانیکی از آزمون کشش، فشار و سختی استفاده شد. نتایج حاصل نشان می­دهند که با افزایش درصد وزنی پودر آلومینیوم اولیه، استحکام و سختی کامپوزیت کاهش یافته، اما انعطاف­پذیری آن افزایش می‌یابد. افزایش انعطاف‌پذیری ناشی از افزایش تحرک نابه‌جایی‌ها و افزایش استحکام ناشی از محدود شدن تغییر شکل پلاستیک به وسیله نواحی نانوساختار می­باشد.

المصادر:

1- B. Ahn, and S.R. Nutt, “Strain Mapping

of Al–Mg Alloy with Multi-scale Grain

Structure using Digital Image Correlation

Method”, Experimental Mechanics, Vol.

50, pp 117–123, 2010.

2- Z. Lee, D.B. Witkin, V. Radmilovic,

E.J. Lavernia, and S.R. Nutt, “Bimodal

microstructure and deformation of

cryomilled bulk nanocrystalline Al–7.5Mg

alloy”; Materials Science and Engineering

A, Vols. 410–411, pp 462–467, 2005.

3- D. Witkin, B.Q. Han, and E.J. Lavernia,

“Mechanical Behavior of UltrafineGrained Cryomilled Al 5083 at Elevated

Temperature”; Journal of Materials

Engineering and Performance, Vol. 14, pp

519-527, 2005.

4- D. Witkin, B.Q. Han, and E.J. Lavernia,

“Room-Temperature Mechanical Behavior

of Cryomilled Al Alloys”; Metallurgical

and Materials Transactions A, Vol. 37, pp

185-194, 2006.

5- A. Yamashita, D. Yamaguchi, Z. Horita,

and T.G. Langdon, "Influence of pressing

temperature on microstructural

development in equal channel angular

pressing"; Materials Science and

Engineering A, Vol. 287, pp 100–106,

2000.

6- J.H. Ahn, Y.J. Kim, and H. Chung, “AlAlN Tri-modal Composites prepared by

Mechanical Alloying”, Rev. Adv. Mater.

Sci, Vol. 18, pp 329-334, 2008.

7- D. Witkin, Z. Lee, R. Rodriguez, S.

Nutt, and E. Lavernia, “Al–Mg alloy

engineered with bimodal grain size for

high strength and increased ductility”,

Scripta Materialia, Vol. 49, pp 297–302,

2003.

8- C. Hofmeister, B. Yao, Y.H. Sohn, T.

Delahanty, M. Bergh, and K. Cho,

“Composition and structure of nitrogencontaining dispersoids in trimodal

aluminum metal–matrix composites”,

Journal of Materials Science, Vol. 45, pp

4871–4876, 2010.

9- B.Q. Han, J. Ye, F. Tang, J. Schoenung,

and E.J Lavernia, “Processing and

behavior of nanostructured metallic alloys

and composites by Cryomilling”, Journal

of Materials Science, Vol. 42, pp 1660–

1672, 2007.

10- R.W. Hayes, D. Witkin, F. Zhou, and

E.J. Lavernia, “Deformation and activation

volumes of cryomilled ultrafine-grained

aluminum”, Acta Materialia, Vol. 52, pp

4259–4271, 2004.

11- S.S. Razavi Tousi, R. Yazdani Rad, E.

Salahi, I. Mobasherpour, and M. Razavi,

“Production of Al–20 wt.% Al2O3

composite powder using high energy

milling”, Powder Technology, Vol. 192,

pp 346–351, 2009.

12 -ر. اسدیفرد، ن. پروین، ج. آقازاده و پ. صفارزاده،

"بررسی تأثیر فرایند آلیاژسازی مکانیکی بر مورفولوژی و

اندازه دانه پودرهای کامپوزیتی SiCp-Al6061"؛

هشتمین کنگره سالانه انجمن مهندسین متالورژی ایران؛

دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان؛ مهرماه

.1383

13- J.B. Fogagnolo, F. Velasco, M.H.

Robert, and J.M. Torralba, “Effect of

mechanical alloying on the morphology,

microstructure and properties of

aluminium matrix composite powders”,

Materials Science and Engineering A, Vol.

342, pp 131-143, 2003.

14 -ع. علیزاده، "ساخت و بررسی خواص مکانیکی و

سایشی نانوکامپوزیت B4C-Al ،"پایاننامه دکتری،

دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس، 1390 .

15- N. Zhao, P. Nash, and X. Yang, “The

effect of mechanical alloying on SiC

distribution and the properties of 6061

aluminum composite”, Journal of

Materials Processing Technology, Vol.

170, pp586-592, 2005.

16- G.J. Fan, H. Choo, P.K. Liaw, and E.J.

Lavernia, “Plastic deformation and fracture

of ultrafine-grained Al–Mg alloys with a

bimodal grain size distribution”; Acta

Materialia, Vol. 54, pp 1759–1766, 2006.

17 -ن. نصیریان و خ. رنجبر، "بررسی خواص مکانیکی و

ریزساختاری کامپوزیت Brass/Al ساخته شده به روش

اتصال نوردی تجمعی" مجله مواد نوین، جلد 3 ،شماره 1،

 .1391 پاییز، 54 -45 صص

18- R.G. Vogt, Z. Zhang, T.D. Topping,

E.j. Lavernia, and J.M. Schoenung,

“Cryomilled aluminum alloy and boron

carbide nano-composite plate”, Journal of

Materials Processing Technology, Vol.

209, pp 5046–5053, 2009.