تغییر انتخابی استحکام فوم سلول بسته آلیاژ Al-Si-Cu و مقایسه آن با استحکام استخوان تازه گوسفند

هدف از پژوهش حاضر تهیه استخوان مصنوعی از فوم سلول بسته فلزی با استحکامی نزدیک به استخوان طبیعی است. فوم فلزی از آلیاژ A۳۵۶ آمریکایی با مقادیری مشخص از فلز مس تهیه شد. با عملیات حرارتی پیرسازی روی این فوم آلومینیم آلیاژی می توان به استحکام های فشاری و جذب انرژی شکست موردنظر طراح، رسید. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی نشان داد طی عملیات پیرسازی در دمای ۱۶۵ درجه سلسیوس و زمان های مختلف ۲، ۷، ۱۵ و ۲۴ ساعت، ذرات مس حل شده در دیواره های نازک حباب های جامد فوم Al-Si-Cu، توانسته اند با تجزیه مناطق GP غنی از مس، فازهای شبه پایدار و بسیار ریز  و  را ایجاد نمایند. تعداد این فازهای شبه پایدار در واحد سطح، با عملیات پیرسازی افزایش می یابد و سبب بالا رفتن شدید استحکام استخوان مصنوعی می شود. برای صحت سنجی مقادیر استحکام فشاری و مقایسه بااستخوان تازه ساق، نمونه های استخوان مصنوعی در زمان های پیرسازی فوق، تهیه شدند و همراه بااستخوان تازه یک ساق کامل گوسفند، مقاومت به بارگذاری فشاری آن ها در کنار یکدیگر اندازه گیری شد و مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه مربوط به سیکل پیرسازی در دمای ۱۶۵ درجه سلسیوس به مدت زمان ۱۵ ساعت، به ترتیب دارای استحکام الاستیک و انرژی شکست MPa ۳۱ و MJ/m۳ ۶۰/۱۳ نزدیک به استحکام استخوان طبیعی، MPa ۲۳ و MJ/m۳ ۰۰/۱۲ است و با افزایش زمان پیرسازی بیشتر، استحکام مجددا افت می کند.

Keywords:

فوم آلومینیم سلول بسته , استخوان مصنوعی , آلیاژ Al-Si-Cu , عملیات پیرسازی , استحکام