بررسی خواص نانوکامپوزیت Al /Al2O3- B4C تولید شده به روش فرآیند اتصال نوردی تجمعی با کاربردز نانوذرات Al2O3و B4C

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

حسین اکبری بنی ¹ , محمود برهانی ² , محمد سمیعی ³ , محمدعلی زارع ⁴ , احسان برهانی ⁵

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز.
2 - دانشیار بخش فیزیک، دانشگاه یزد.
3 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز.
4 - گروه شیمی،واحد مرودشت،دانشگاه آزاد اسلامی،مرودشت، ایران
5 - استادیار بخش مهندسی مواد، دانشگاه سمنان.

تاریخ دریافت : 1394/06/29 تاریخ پذیرش : 1394/06/29 تاریخ انتشار : 1394/06/01

کلید واژه: خواص مکانیکی, اتصال نوردی تجمعی, کامپوزیت‌های زمینه فلزی,

چکیده مقاله :

در این پژوهش کامپوزیت زمینه آلومینیومی با نانو ذرات تقویت کننده Al₂O₃ و B₄C به وسیله روش اتصال نوردی تجمعی ساخته شد و اثر نانو ذرات تقویت کننده روی خواص مکانیکی و ریز ساختاری آن مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی ساختاری و ریزساختاری کامپوزیت تولید شده از پراش پرتو X و میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد. خواص مکانیکی نمونه ها به وسیله آزمون های سختی و کشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش سیکل­های ARB استحکام کششی و میکروسختی کامپوزیت­ها افزایش می­یابد. نتایج نشان داد که در مقایسه با آلومینیوم خالص ARB شده (بدون ذرات تقویت کننده) حضور نانو ذرات باعث افزایش استحکام کامپوزیت­ها می شود.

منابع و مأخذ:

1- M. R. Rezaei, M. R. Toroghinejad, and F. Ashrafizadeh, "Effects of ARB and Ageing Processes on Mechanical Properties and Microstructure of 6061 Aluminum Alloy," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 211, pp. 1184-1190, 2011.

2- C. W. Schmidt, C. Knieke, V. Maier, H. W. Höppel, W. Peukert, and M. Goken,"Accelerated Grain Refinement During Accumulative Roll Bonding by Nanoparticle Reinforcement," Scripta Materialia, Vol. 64, pp. 245-248, 2011.

3- Y.-y. Peng, Z.-m. Yin, B. Nie, and L. Zhong, "Effect of Minor Sc and Zr on Superplasticity of Al-Mg-Mn Alloys," Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 17, pp. 744-750, 2007.

4- C. Liu, Q. Wang, Y. Jia, B. Zhang, R. Jing,and M. Ma, "Effect of W Particles on the Properties of Accumulatively Roll-Bonded Al/W Composites," Materials Science and Engineering: A, 2012.

5- R. Jamaati, M. R. Toroghinejad, and A. Najafizadeh, "Application of Anodizing and CAR Processes for Manufacturing Al/Al₂O₃ Composite," Materials Science and Engineering: A, Vol. 527, pp. 3857-3863, 2010.

6- M. Alizadeh, "Processing of Al/B₄C Composites by Cross-Roll Accumulative Roll Bonding," Materials Letters, Vol. 64, pp. 2641-2643, 2010.

7- T. Srivatsan, I. Ibrahim, F. Mohamed, and E. Lavernia, "Processing techniques for Particulate-Reinforced Metal Aluminium Matrix Composites," Journal of Materials Science, Vol. 26, pp. 5965-5978, 1991.

8- H. S. Lee, J. S. Yeo, S. H. Hong, D. J. Yoon, and K. H. Na, "The Fabrication Process and Mechanical Properties of SiC_p/Al–Si Metal Matrix Composites for Automobile Air-Conditioner Compressor Pistons," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 113, pp. 202-208, 2001.

9- G. Ganesan, K. Raghukandan, R. Karthikeyan, and B. Pai, "Development of Processing Maps for 6061 Al/15% SiC_p Composite Material," Materials Science and Engineering: A, Vol. 369, pp. 230-235, 2004.

10- N. Tsuji, Y. Saito, H. Utsunomiya, and S. Tanigawa, "Ultra-fine Grained Bulk Steel Produced by Accumulative Roll-Bonding (ARB) Process," Scripta Materialia, Vol. 40, pp. 795-800, 1999.

11- Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji, and T. Sakai, "Novel Ultra-High Straining Process for Bulk Materials—Development of the Accumulative Roll-Bonding (ARB) Process," Acta Materialia, Vol. 47, pp. 579-583, 1999.

12- Y. Saito, N. Tsuji, H. Utsunomiya, T. Sakai, and R. G. Hong, "Ultra-Fine Grained Bulk Aluminum Produced by Accumulative Roll-Bonding (ARB) Process," Scripta Materialia, Vol. 39, pp. 1221-1227, 1998.

13- R. Jamaati, M. R. Toroghinejad, J. Dutkiewicz, and J. A. Szpunar, "Investigation of Nanostructured Al/Al₂O₃ Composite Produced by Accumulative Roll Bonding Process," Materials & Design, Vol. 35, pp. 37-42, 2012.

14- Z. Zhang and D. Chen, "Consideration of Orowan Strengthening Effect in Particulate-Reinforced Metal Matrix Nanocomposites: A Model for Predicting Their Yield Strength," Scripta Materialia, Vol. 54, pp. 1321-1326, 2006.

15- Z. Zhang and D. Chen, "Contribution of Orowan Strengthening Effect in Particulate-Reinforced Metal Matrix Nanocomposites," Materials Science and Engineering: A, Vol. 483, pp. 148-152, 2008.

16- M. Alizadeh, M. H. Paydar, and F. Sharifian Jazi, "Structural Evaluation and Mechanical Properties of Nanostructured Al/B₄C Composite Fabricated by ARB Process," Composites Part B: Engineering, Vol. 44, pp. 339-343, 2013.