مطالعه و آزمایش تجربی بارگذاری خستگی در نانوکامپوزیت های ذره‎ ای آلومینیم ۷۰۷۵ با ذرات سیلیکون کارباید

آلومینیوم تقویت نشده خواص مطلوبی برای استفاده در صنایع حساس نظیر صنایع هوایی و صنایع دریایی ندارد، اما وقتی با ذرات تقویت کننده به کامپوزیت تبدیل می شود، خواص مکانیکی و دیگر خواص آن بهبود می یابد. به منظور دست یابی به مقادیر بهینه تنش تسلیم، استحکام نهایی کشش، شکل پذیری و طول عمر خستگی تحت تاثیر دو پارامتر اندازه ذرات و کسر جرمی ذارت تقویت کننده، در این پژوهش ابتدا آلومینیوم ۶T-۷۰۷۵ به عنوان فاز زمینه و از ذرات سیلیکون کارباید به عنوان فاز تقویت کننده استفاده شد. طبق طراحی آزمایش انجام شده، سیلیکون کارباید با سه اندازه ذره مختلف، در مقیاس های نانومتر، زیرمیکرون و میکرون تهیه شد. پودر سیلیکون کارباید با کسر جرمی های مختلف با آلومینیوم، به روش ریخته گری گردابی توسط کوره مقاومتی مجهز به کویل الکترومغناطیسی و پمپ خلا ترکیب، و نمونه های کامپوزیتی طبق طراحی آزمایش انجام شده، ریخته گری شدند. سپس نمونه ها تحت عملیات انحلال قرار گرفتند. در ادامه عملیات حرارتی ۶ Tبر روی نمونه ها انجام شد. در انتها آزمون های کشش و خستگی بر روی نمونه های آزمایشی تهیه شده، طبق استانداردهای مربوطه انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده، تقویت کردن آلومینیوم ۶T-۷۰۷۵ با ذرات سیلیکون کارباید منجر به بهبود خواصی مانند استحکام تسلیم، استحکام نهایی کشش و عمر خستگی شد؛ اما ازدیاد طول و شکل پذیری نمونه ها کاهش یافت. بهترین نتیجه مربوط به نمونه ۱ درصد با اندازه ذرات نانو است که ۳۳/۲۱ درصد استحکام نهایی کشش را بهبود بخشیده است، همچنین بیشترین استحکام خستگی را نیز نمونه ۱ درصد با اندازه ذرات نانو داشته است.

Keywords:

آلومینیوم ۷۰۷۵ , سیلیکون کارباید , بارگذاری خستگی , رشد ترک عملیات حرارتی ۶T