بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی ﻧﺎﻧﻮﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ AA 6061 / SiC ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻓﺮاﯾﻨﺪ اﺻﻄﮑﺎﮐﯽ اﻏﺘﺸﺎﺷﯽ چند ﻣﺮﺣﻠﻪ ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی مواد و فناوری های نوین، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاداسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

4 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاداسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

درتولید کامپوزیت­های زمینه فلزی هنگامی که سایز ذرات افزودنی از میکرومتر به نانومتر کاهش پیدا کند، روش­های متداول ناکارآمد خواهند بود. کامپوزیت­های تولید شده با این روش­ها صرفا یک خاصیت مکانیکی را بهبود و باعث ضعف کامپوزیت در سایر خواص می گردند. در این پژوهش نانوکامپوزیت لایه­ای AA6061/SiC و همچنین نانوکامپوزیت همگن با فرایند همزن اصطکاکی اغتشاشی با موفقیت تولید شد و از آنجایی که تمرکز بر روی بهبود خواص مقاومت به ضربه و کاهش شکست ترد در عین استحکام بالا بود، تست های مکانیکی خمش سه نقطه ای­، ضربه شارپی و سختی­سنجی بر روی نمونه ها انجام شد. سطح مقطع شکست نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ روبش الکترونی بررسی شد. نتایج به دست آمده بیانگر بهبود خواص خمشی­، جذب ضربه و سطح مقطع شکست کامپوزیت لایه ای FG در مقایسه با کامپوزیت همگن HNC بود که باعث شد کامپوزیت تولیدی در عین استحکام بالا بیش از حد ترد نباشد و کاربرد گسترده ای داشته باشد. نتایج بدست آمده برای سختی، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه، به ترتیب رشد 15، 68 و 16 درصد را نشان دادند.   

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Yoshinori Nishida,” Introduction to Metal Matrix Composites, Fabrication and Recycling”.Springer, 2013.
[2] Walter Krenkel: Ceramic Matrix Composites, Fiber Reinforced Ceramics and their Applications.Wiley-VCH, 2008.
[3]   Suresh G. Advani and Kuang-Ting Hsiao: Manufacturing techniques for polymer matrix composites (PMCs). Woodhead Publishing, 2012.
[4] Verónica Torrijos Berlanas,”Fatigue and fracture behaviour of composites with metal matrix”,phd thesis,University of Science and Technology, Akademia Górniczo-Hutnicza,2013 .
[5] R.S. Mishra, Z.Y. Ma, “Friction StirWelding and Processing”, Materials Science and Engineering, R 50, 2005: 1–78.
[6] Mishra, R.S., Ma, Z.Y., Charity, “Friction stir processing: a novel technique for fabrication of surface composite”, Materials Science and Engineering, 2003: 307310.
[7] Rajiv Sharan Mishra, Partha Sarathi De Nilesh Kumar, “Friction Stir Welding and Processing” Science and Engineering.Springer, 2014.
[8] Jiao Pedro Machado da Gandra, “Preliminary Study on the Production of Functionally Graded Materials by Friction Stir Processing”,phd thesis .
[9] L. Mishnaevsky Jr,K. Derrien, D. Baptiste,”Effect of microstructure of particle reinforced composites on the damage evolution: probabilistic and numerical analysis”, Composites Science and Technology,2004;64:1805–1818.
[10] Rajiv S. Mishra,Murray,W.Mahoney,” Friction Stir Welding and Processing”, ASM International, Technology & Engineering,2007.
 [11] Sedat Ozden,Recep Ekici,Fehmi Nair, “Investigation of impact behaviour of aluminium based SiC particle reinforced metal–matrix composites”, Composites: Part A 38 , 2007 : 484–494 .
[12] KV Arun, S Kumar, V Bagodi,”Fracture Toughness of Al/Al2O3/SiC MMC with Varied Temperature and Crack Configurations-An Experimental Study”, International Journal of Material Science Innovations (IJMSI) 2013; 5: 256-270.
[13]  B.Zahmatkesh, M.H.Enayati,”A novel approach for development of surface nanocomposite by friction stir processing”, Materials Science and Engineering,A 527,2010: 6734–6740.
[14]  E. R. I. Mahmoud, M. Takahashi, T. Shibayanagi and K. Ikeuchi, “Effect of friction stir processing tool probe on fabrication of SiC particle reinforced composite on aluminium surface”,Science and Technology of Welding and Joining,2009;14: 413-425 .
[15]  L.Suvarna,A.Kumar,”A novel approach for fabrication of Cu-Al2O3 surface composite by Friction Stir Processing”Procedia Materials Science,2014;5:434-443 .
[16] Sobczak JJ, Drenchev L,”Metallic functionally graded materials: a specific class of advanced composites”, J. Mater. Sci. Technol., 2013; 29(4): 297-316.