تاثیر گرافیت بر خواص مکانیکی و رفتار سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم
محورهای موضوعی : متالورژی پودر
الهام بخشی زاده
1
(
دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه صنعتی خواجه نصیر
)
علی شکوه فر
2
(
دانشکده مهندسی و علم مواد-دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
)
اشکان ذوالریاستین
3
(
گروه مواد غیرفلزی-پژوهشگاه نیرو
)
مهدی خدایی
4
(
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی
)
کلید واژه: کامپوزیت زمینه آلومینیوم, گرافیت, سایش, خواص مکانیکی,
چکیده مقاله :
هدف از این پژوهش، مقایسه اثر درصد گرافیت (5-0 درصد وزنی) بر خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم است. ساخت نمونه‌های بالک به روش آسیاکاری/ پرس گرم (دمای °C 420، فشار MPa 400، زمان h 1 ( انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم تاثیر چشمگیری در بهبود خواص سایشی زمینه آلومینیوم ایجاد کرده است. بهترین عملکرد سایشی مربوط به نمونه کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت بود که به میزان 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک را نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده نشان داد. با وجود اینکه افزایش درصد گرافیت در محدوده 5-0 درصد وزنی بصورت پیوسته باعث بهبود در رفتار سایشی کامپوزیت می‌شود، ولی افت همزمان خواص مکانیکی (سختی و استحکام فشاری) و چگالی کامپوزیت در نمونه‌های حاوی گرافیت مشاهده شد.
This study aims to compare the effect of graphite content (0–5 wt.%) on the mechanical and tribological properties of aluminum matrix nanocomposites. The bulk samples were prepared by the mechanical milling/hot pressing (temperature 420 °C/ pressure 400 MPa/ time 1h) process. According to the obtained results in this work, the addition of graphite to an aluminum matrix significantly improves the wear properties of aluminum (wear rate and coefficient of friction). The best wear performance was obtained with the sample containing 5wt.% graphite, which showed a 62% reduction in the wear rate and a 2.5-fold reduction in coefficient of friction compared to the unreinforced aluminum sample. Although increasing the amount of graphite in the range of 0-5 wt.% leads to a continuous improvement in the wear behavior of the composite material, it results in a simultaneous deterioration of the mechanical properties (hardness and compressive strength) and the density of the Aluminum- Graphite composites.