بررسی تاثیر مس در بهسازی ساختاری و اندیس کیفیت کامپوزیت Al-15Mg2Si

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) قزوین، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) (IKIU)، قزوین، ایران

10.22034/frj.2019.206475.1104

چکیده

کامپوزیت‌های درجای Al-Mg2Si به‌دلیل چگالی کم و خواص استحکامی و سایشی خوب، جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات آلومینیمی و چدنی مورد استفاده در صنایع خودروسازی و هوا-فضا هستند. خواص برتر این کامپوزیت‌ها مستلزم بهسازی ساختاری و کنترل ابعاد و مورفولوژی ذرات Mg2Si اولیه شکل گرفته در ساختارشان است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیر افزودن مس (1 تا 5 درصد وزنی) بر ساختار متالورژیکی و اندیس کیفیت کامپوزیت Al-15Mg2Si است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزودن مس موجب شکل‌گیری رسوبات بین فلزی غنی از مس، بهسازی مورفولوژی و کاهش ابعاد ذرات Mg2Si می‌شود. بر اساس نتایج آزمون کشش، افزودن مس تا حدود 3 درصد وزنی استحکام کششی کامپوزیت را حدود 34 درصد بهبود می‌بخشد اما افزودن مقادیر بیشتر از این عنصر تاثیر منفی بر استحکام کششی دارد. همچنین افزودن مس تا حدود 1 درصد وزنی موجب بهبود حدودا 7 درصدی درصد ازدیاد طول کامپوزیت می‌شود اما پس از آن تاثیر منفی بر انعطاف‌پذیری دارد. حداکثر اندیس کیفیت در کامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی مس مشاهده شد که حدود 8 درصد بیش از اندیس کیفیت کامپوزیت پایه بود. نتایج مطالعات ساختاری، سختی سنجی، آنالیز شیمیایی رسوبات و شکست‌نگاری سطوح شکست نشان می‌دهد که استحکام‌بخشی محلول جامد، تشکیل رسوبات غنی از مس در زمینه و کاهش ابعاد و بهسازی مورفولوژی ذرات بین فلزی Mg2Si از جمله مهمترین عوامل بهبود کیفیت و افزایش کسر حجمی رسوبات سخت غنی از مس و تخلخل‌های ساختاری، از جمله مهمترین عوامل افت خواص کششی و کیفیت کامپوزیت هستند.

کلیدواژه‌ها