توسعه کامپوزیت هیبریدی آلومینیوم-مس بر سطح ورق آلومینیم به صورت درجا با استفاده از فرآیند اصطکای اغتشاشی

پژوهش حاضر به بررسی امکان تشکیل ترکیبات بین فلزی CuAl و CuAl2 د رحالت جامد و با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بر سطح آلیاژ آلومینیوم Al 1100 اختصاص دارد. این در حالیست که تشکیل ترکیبات مورد نظر با توجه به دیاگرام فاز Al-Cu تنها د محدوده 500-400 درجه سانتیگراد امکان پذیر است. به منظور تهیه کامپوزیت های هیبریدی زمینه آلومینیوم تقویت شده با مخلوط ذرات CuAl و CuAl2، پوششی از مس خالص به ضخامت 200µm بر سطح ورق آلومینیوم توسط فرآیند پاش پلاسمای اتمسفری ایجاد شد. در ادامه فریند اصطکاکی اغتشاشی بر روی نمونه های پوشش داده شده، طی چهار پاس با پارامترهای W:800rpm & V:25mm/min به منظور دست یابی به توزیع یکنواخت از ذرات تقویت کننده به صورت درجا انجام شد. ارزیابی های مربوط به تشکیل فازها، ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه ها به ترتیب توسط پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری (OM) و ریز سختی سنجی انجام شد. آنالیز تصاویر متالوگرافی با نرم افزار Image Tools انجام شد. نتایج ریزسختی سنجی کامپوزیت سطحی معادل 120HV و تقریبا دو برابر سختی آلومینیوم زمینه (50HV) بدست آمد. کاهش اندازه دانه های ناحیه اغتشاشی از 8 به 1 میکرون در اثر ترکیب فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، توزیع ذرات ترکیب بین فلزی و تشکیل محلول جامد Al-Cu حاکی از تاثیر تشکیل محلول جامد و ترکیبات بین فلزی بر مکانیزم های تبلور مجدد و کمک به تشیکل دانه های ریزتر در ناحیه اغتشاش مربوط به نمونه ی پوشش داده شده در مقایسه با نمونه ی بدون پوشش است. پس از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، عملیات حرارتی به منظور بررسی پایدری حرارتی نمونه ا به مدت 10 ساعت در دمای 550 درجه سانتیگراد انجام شد. سطح بالای پایداری حرارتی برای نمونه های فرایند شده بدست آمد.