تولید کامپوزیت درجا آلومینیوم- نیکل بر سطح آلیاژ آلومینیوم 2024 با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی
محورهای موضوعی : عملیات حرارتیابراهیم بهرامی 1 , مرتضی شمعانیان 2 , حسین ادریس 3
1 - دانشجو/ دانشگاه صنعتی اصفهان
2 - استاد / دانشگاه صنعتی اصفهان
3 - استاد / دانشگاه صنعتی اصفهان
کلید واژه:
چکیده مقاله :
در پژوهش حاضر، تاثیر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر آلیاژ آلومینیوم 2024 و تولید کامپوزیت سطحی آلومینیوم ـ نیکل بر سطح این آلیاژ با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت چرخشی ابزار 1250 دور بر دقیقه و سرعت خطی 24 میلی‌متر بر دقیقه بدون افزودن پودر و با اعمال پودر خالص نیکل انجام شد. سطح مقطع نمونه‌ها توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و سختی سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت شناسایی نوع فازها و ترکیبات از آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) استفاده گردید. همچنین برای ارزیابی مقاومت به سایش نمونه‌ها، آزمون سایش رفت و برگشتی بکار برده شد. نتایج نشان می‌دهد اندازه دانه بعد از انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی به 3/0 برابر اندازه دانه فلز کاهش یافته است و سختی فلز پایه از حدود 54 ویکرز افزایش قابل توجه‌ای داشته است و در حالت بیشینه خود به 120 ویکرز رسیده است. نتایج در مورد کامپوزیت تولید شده نشان می‌دهد، ذرات تقویت کننده به صورت یکنواخت در نواحی نزدیک به سطح در زمینه توزیع شده‌اند و همچنین ترکیب بین‌فلزی Al3Ni به صورت درجا تشکل شده است به همین دلیل سختی در ناحیه اغتشاشی افزایش یافته و در حالت بیشینه خود به 129 ویکرز رسیده است. انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی و تولید کامپوزیت درجا با این روش موجب بهبود مقاومت به سایش فلز اولیه شده است.
In this research, in situ Al-Ni surface composite produced on 2024 aluminum alloy using friction stir processing (FSP). FSP performed at a tool rotating rate of 1250 rpm and travel speed of 24 mm/min with and without nickel powder. Metallographic images show that the grain size after FSP has reached about 30% of primary metal grain size. With the addition of nickel powder, intermetallic compound of Al3Ni is formed in situ. Micro-Vickers test demonstrates that the reinforcement particles (Ni) have uniform distribution near the surface of primary metal. After FSP, primary metal hardness of about 54 vickers reached to in its maximum value of 120 vickers and 129 vickers in stir zone without and with addition of nickel powder, respectively. The results show that the fabrication of in situ composite using FSP has improved the wear resistance of the primary metal.
