ساخت کامپوزیت سطحی AZ91/MgxCuy، با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی رفتار سایشی آن پس از عملیات حرارتی T6

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این پژوهشکامپوزیت سطحی بر پایه‌ی سیستم Mg-Cu، و با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی به صورت درجا بر سطح آلیاژ AZ91C ایجاد شد. بررسی میکروساختار منطقه‌ی اغتشاش پس از شش پاس فرایند نشان‌دهنده‌ی تشکیل ترکیب بین‌فلزی Mg2Cu در کامپوزیت AZ91/Cu است. بعد از عملیات حرارتی T6 با افزایش درصد حجمی ذرات تقویت‌کننده و تشکیل ترکیب بین‌فلزی MgCu2، سختی نمونه‌ی کامپوزیتی افزایش یافت. بررسی ذرات و سطوح سایشی، وقوع مکانیزم‌های سایش خراشان و ورقه‌ای در نمونه‌ی سایش فلز پایه را نشان داد. نتایج EDS و میکروسختی کامپوزیت AZ91/Cu، نشان‌دهنده‌ی افزایش سختی و پایداری لایه‌ی اکسید سطحی در نمونه‌ی کامپوزیتی نسبت به نمونه‌ی فلز پایه است که نرخ سایش این کامپوزیت نسبت به زمینه را کاهش داده است. نتایج آزمون سایش نشان داد که پس از عملیات حرارتی T6، رفتار سایشی نسبت به نمونه‌ا‌‌ی که تحت عملیات حرارتی قرار نگرفته ضعیف‌تر شده است. این افزایش نرخ سایش در نمونه‌ی کامپوزیتی به دلیل تشکیل میکروترک‌ها در حین عملیات حرارتی می‌باشد که منجر به پدیده‌ی ورقه‌ای شدن در این نمونه‌ی سایش شده است.

کلیدواژه‌ها


 

1. R. Galun, A. Weisheit, B. L. Mordike, Improving the Surface Properties of Magnesium by Laser Alloying, Corrosion Reviews, 16(1998)53–74.

2.  Q. Miao, C. Cui, J. Pan, L. Duan, Y. Liu, Tribological Behavior of Magnesium Alloy AZ91 Coated with TiN/CrN by Arc-glow Plasma Depositing, Aeronautics, 19(2006)266–270.

3. جباری حسین، ساخت درجای نانوکامپوزیت
 
(Al-Ni/Al2O3) با استفاده از فرایند ترکیبی نورد تجمعی و فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی مکانیزم تشکیل آن، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1393.

4. Y. Morisada, H. Fuji, T. Nagaoka, M. Fukusumi, MWCNTs/AZ31 surface composites fabricated by friction stir processing, Materials Science and Engineering A, 419(2006)344–348.

5. P. Asadi, G. Faraji, M.K. Besharati, Producing of AZ91/SiC composite by friction stir processing (FSP), The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 51(2010)247–260.

6.   J. Singh, H. Lal, N. Bala, Investigations on the Wear Behaviour of Friction Stir Processed Magnesium Based AZ91 Alloy, Mechanical Engineering and Robotics Research, 2(2013)271–274.

7.  H. S. Chou, J. C. Huang, Y. H. Lai, Amorphous and nanocrystalline sputtered Mg-Cu thin films,Alloys and Compounds, 483(2009)341–345.

8.  Y. Zhiyong, Z. Yuhua, C. Weili, Z. Jinshan, W. Yinghui, Effect of Cu addition on microstructure and properties of Mg-10Zn-5Al-0.1 Sb high zinc magnesium alloy, Research & Development, 41(2012)16–22.

9. حسنی بهزاد، بررسی تأثیر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر ریزساختار و خواص مکانیکی منطقه‌ی جوش آلیاژ ریختگی منیزیمAZ91C، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1393.

10.  L. Ke, C. Huang, L. Xing, K. Huang, Al-Ni intermetallic composites produced in situ by Friction Stir Processing, Journal of Alloys and Compounds, 503(2010)494–499.

11. عبداللهی هادی، توسعه نانو کامپوزیت هیبریدی بر پایه سیستم سه تایی Al-Ni-O بر سطح آلیاژ منیزیم AZ31 طی فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی مکانیزم تشکیل آن، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1391.

12. Chang, C., Du, X.H., Huang, J.C., Producing nanograined microstructure in Mg–Al–Zn alloy by two-step friction stir processing, Scripta Materialia, Vol. 59, pp. 356–359, 2008.

 

13. P. C Lin, S. J. Huang, P. S. Hong, Formation of magnesium metal matrix composites Al2O3p/AZ91D and their mechanical properties after heat treatment, Acta Metallurgica Slovaca, 16(2010)237–245.

14. D. P. Myriounis, S.T. Hasan, Heat Treatment and Interface Effects on the Mechanical Behavior of SiC-Particle Reinforced Aluminium Matrix Composites, ASTM International, 5(2008).

15.  R. Sathiskumar, N. Murugan, I. Dinaharan, S. J. Vijay,Fabrication and Characterization of Cu/B4C Surface Dispersion Strengthened Composite using Friction Stir Processing, Archives of Metallurgy and Materials, 59(2014)83–87.

16.  J. Archard, Contact and rubbing of flat surfaces, applied physics, 24(1953)981–988.

17. K. Holmberg, A. Matthews, Coating Tribology (Properties, Mechanisms, Techniques, Applications), Tribology and Interface Engineering Services, 56(2009) 153.

18.    A. C. Reddy, strengthening mechanisms and fracture behavior of 7072Al /Al2O3 metal matrix composites, International Journal of Engineering Science and Technology, 3(2011)6090–6100.

19.   H. Chen, a. T. Alpas, Sliding wear map for the magnesium alloy Mg-9Al-0.9Zn (AZ91), Wear, 246(2000)106–116.

20.   H. Yan, J. Wan, Q. Nie, Wear behavior of extruded nano-SiCp reinforced AZ61 magnesium matrix composites, Advances in Mechanical Engineering, 2013(2013)1–6.