ارزیابی سختی و رفتار سایشی کامپوزیت سطحی هیبریدی Al7075/TiC/MoS2 تولید شده به روش فرایند اصطکاکی اغتشاشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این تحقیق کامپوزیت­سازی سطحی هیبریدی با ذرات تقویت­کننده TiC و MoS2 روی زیر لایه آلومینیوم 7075 آنیل­شده با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفته است. ذرات TiC و  MoS2در شیاری بر روی سطح فلز پایه قرار گرفت و سپس عملیات اصطکاکی اغتشاشی طی سه پاس روی آن انجام شد. برای بررسی رفتار سایشی کامپوزیت­های تولید شده از آزمون سایش رفت و برگشتی استفاده شد. به منظور تعیین مکانیزم­های غالب سایش، مسیر سایش و ذرات آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مشاهده قرار گرفت. نتایج ریزساختار توزیع خوب و یکنواخت ذرات تقویت­کننده پس از انجام سه پاس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی را نشان می­دهد. دلیل این امر میزان حرارت ورودی و سیلان ماده در حین فرآیند است. همچنین با توجه به اثرات فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بر سختی و رفتار تریبولوژیکی آلیاژ آلومینیوم 7075 و کامپوزیت­های تولیدی می­توان گفت که به دلیل حضور ذرات تقویت­کننده MoS2 به عنوان روان‌کار جامد در کامپوزیت سطحی Al7075/TiC/MoS2 مقاومت سایشی به طور قابل ملاحظه‌ای نسبت به Al7075/TiC بهبود یافت. مکانیزم سایش غالب در کامپوزیت سطحی Al7075/TiC به صورت سایش خراشان بود که با افزودن ذرات تقویت­کننده MoS2 و تشکیل کامپوزیت سطحی هیبریدی Al7075/TiC/MoS2 مقاومت سایشی به طور قابل ملاحظه­ای بهبود یافت. بیشترین سختی مربوط به نمونه Al7075-TiC بود که علت این پدیده حضور ذرات روانکار MoS2 با سختی کمتر در کامپوزیت هیبریدی Al7075/TiC/MoS2 است.

کلیدواژه‌ها


1. K. Ravinder, S. Dhiman, A study of sliding wear behaviors of Al-7075 alloy and Al-7075 hybrid composite by response surface methodology analysis, Materials & Design, 53(2013)351-359.

2. H. Izadi, A. Nolting, C. Munro, D.P. Bishop, K.P. Plucknett, A.P. Gerlich, Friction stir processing of Al/SiC composites fabricated by powder metallurgy, Materials processing technology, 123(2013)1900-1907.

3. B. Ranjit, D. Yadav, G. Suhas, Effect of friction stir processing (FSP) on microstructure and properties of Al–TiC in situ composite, Materials Science and Engineering: A, 528(2011)4732-4739.

4. B. Yang, G. Guisheng, L. Yang, S. Miao,  Zh. Haibo, Z.F. Zhigang. Microstructural characterization and wear behavior of in situ TiC/7075 composites synthesized by displacement reactions and spray forming, Materials Science and Engineering A, 528(2011)5649-5655.

5. O. Nijs, B.Holmedal., J.Friis, E. Nes, Sub-structure strengthening and work hardening of an ultra-fine grained aluminium–magnesium alloy, Materials Science and Engineering: A, 483-484(2008)51-53.

6. R.S. Mishra, ZY Ma, Friction stir welding and processing, Materials Science and Engineering R, 50(2005)1-78.

7. K. Nakata, , Y.G. Kim, H. Fujii, T. Tsumura, T. Komazaki, Improvement of mechanical properties of aluminum die casting alloy by multi-pass friction stir processing, Materials Science and Engineering A, 437(2006)274-280.

8. سلمان، س، افقهی، س، اثر اتصال TLP بر خستگی آلیاژ Al7075، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، گزارش علمی، ش 38709، 1387.

9. S.A. Alidokht, A. Abdollah-zadeh, H. Assadi, Effect of applied load on the dry sliding wear behaviour and the subsurface deformation on hybrid metal matrix composite, Wear, 305(2013)291-298.

10. S.A. Alidokht, A. Abdollah-zadeh, S. Soleymani, T. Saeid, H. Assadi, Evaluation of microstructure and wear behavior of friction stir processed cast aluminum alloy, Materials Characterization, 63(2012)90-97.

11. A. Shafiei-Zarghani, , S.F. Kashani-Bozorg, A. Zarei-Hanzaki, Microstructures and mechanical properties of Al/Al2O3 surface nano-composite layer produced by friction stir processing, Materials Science and Engineering A, 500(2009)84-91.Vol. 500, pp. 84–91, 2009.

12. D.J. Lloyd, Particle reinforced aluminum and magnesium matrix composites, International Materials Reviews, 39(1994)1-24.

13. D. Yadav, R. Bauri, Effect of friction stir processing on microstructure and mechanical   properties of aluminum, Materials Science and Engineering A, 539(2012)85-92.

14. A. Dolatkhah, P. Golbabaei, M.K. Besharati Givi, F. Molaiekiya, Investigating effects of process parameters on microstructural and mechanical properties of Al5052/SiC metal matrix composite fabricated via friction stir processing, Materials and Design, 37(2012)458-464.

15. B. Zahmatkesh, M.H. Enayati, F. Karimzadeh, Tribological and microstructural evaluation of friction stir processed Al2024 alloy, Materials and Design,. 31(2010)4891–4896.

16. صالحی، م، اشرفی­زاده، ف، متالورژی سطح وتریبولوژی، جلد اول، انجمن علوم و تکنولوژی سطح، ایران 1374