تولید و بررسی خواص مکانیکی پودر نانو کامپوزیت آلومینیوم 7014 / آلومینا به روش آلیاژسازی مکانیکی

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 10، دوره 9، شماره 4، اسفند 1394، صفحه 93-106   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانیال داودی^{* 1}؛ امیر حسین امامی²؛ علی سعیدی³

¹باشگاه پزوهشگران و نخبگان دانشگاه ازاد اسلامی واحد نجف آباد

²مدیر گروه تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد- دانشکده مواد

³استاد دانشکده مواد داشگاه آزاد نجف اباد

چکیده

آلیاژهای آلومینیوم و کامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی به دلیل دارا بودن خصوصیات مطلوبی نظیر چگالی پایین و نسبت استحکام به وزن بالا در بسیاری از صنایع به ویژه خودرو سازی و هوا و فضا کاربرد گسترده ای پیدا کرده‌اند. در این تحقیق تولید آلیاژ نانو ساختار آلومینیوم 7014 و همچنین کامپوزیت نانو ساختار Al7014/X Wt % Al2O3 ((X= 10 and 20 به روش آلیاژسازی مکانیکی در یک آسیا سیاره‌ای پر انرژی با نسبت وزنی پودر به گلوله 1: 20 و تحت آتمسفر آرگون مورد بررسی قرار گرفت. نتایج XRD و تصاویر X-Ray Map نشان می-دهد که آلیاژ نانو ساختار آلومینیوم 7014 پس از 3 ساعت آسیاکاری تشکیل شده است. همچنین با افزایش زمان آسیاکاری ذرات مقاوم-ساز آلومینا توزیع یکنواخت‌تری در زمینه پیدا می‌کنند. میزان سختی کامپوزیت نیز با افزایش زمان آسیاکاری و افزایش مقاوم‌ساز آلومینا افزایش پیدا می‌کند، به طوری که برای نمونه با 20 درصد مقاوم‌ساز و زمان 20 ساعت آسیاکاری، سختی 200 ویکرز حاصل گردید.

کلیدواژه‌ها

آلیاژسازی مکانیکی؛ آلیاژ آلومینیوم 7014؛ کامپوزیت نانو ساختار

مراجع

[1]     A. Bhaduri, V. Gopinathan, P. Ramakrishnan & A. P. Miodownik, “Processing and properties of SiC particulate reinforced A1-6.2Zn-2.5Mg-I.7Cu alloy (7010) matrix composites prepared by mechanical alloying”, Materials Science and Engineering A, No 221, pp. 94-101, 1996.

 

[2]     T. G. During, D. Karabi & D. Siddharatha, “Synthesis and Characterization of Al Matrix Composites Reinforced by in Situ Alumina Particulates”, Materials Science and Engineering A, Vol. 445-446, pp. 100-105, 2007.

 

[3]     J. Safari, G. H. Akbari, A. Shahbazkhan & M. Delshad Chermahini, “Microstructural and Mechanical properties of Al– Mg/ Al₂O₃ Nano Composite prepared by mechanical alloying”, Journal of Alloys and Compounds, No. 509, pp. 9419-9424, 2011.

 

[4]     C. Suryanarayana & N. Al- Aqeeli, “Mechanically alloyed Nano composites”, Progress in Materials Science, Vol. 58, pp.383-502, 2012.

 

[5]     J. B. Fogagnolo, F. Velasco, M. H. Robert & J. M. Torralba, “Effect of Mechanical alloying on the Morphology, Microstructure and Properties of Aluminum Matrix Composite Powders”, Materials Science and Engineering A, No. 342, pp. 131-143, 2003.

 

[6]     M. Tavoosi, F. Karimzadeh & M. H. Enayati, “Fabrication of Al–Zn/α-Al2O3 Nano composite by mechanical alloying”, Materials Letters, No. 62, pp. 282-285, 2007.

 

[7]     E. M. Rui Navas, J. B. Foganolo, F. Velasco, J. M. Rui Prrieto & L. Froyen, “One Step Production of Aluminum Matrix Composite Powders by Mechanical Alloying”, Composite Part A, No. 37, pp. 2114-2120, 2006.

 

[8]     S. M. Zebarjad & S. A. Sajjadi, “Microstructure Evaluation of Al-Al2O3 Composite Produced by Mechanical Alloying Method”, Materials and Design, No. 27, pp. 684-688, 2006.

 

[9]     M. Rahimian, N. Parvin & N. Ehsani, “Investigation of particle size and amount of alumina on microstructure and mechanical properties of Al matrix composite made by powder metallurgy”, Materials Science and Engineering, No. A527, PP. 1031-1038, 2010.

 

[10]  D. Gu, Z. Wang, Y. Shen, Q. Li & Y. Li, “In-Situ TiC Particle Reinforced Ti-Al Matrix Composites Powder Preparation by Mechanical Alloying and Selective Laser Melting behavior”, Applied Surface Science, No. 255, pp. 9230-9240, 2009.

 

[11]  S. M. Zebarjad & S. A. Sajjadi, “Dependency of Physical and Mechanical Properties of Mechanical Alloyed Al-Al2O3 composite on Milling time”, Materials and Design, No. 28, pp. 2113-2120, 2007.

 

[12]  J. M. Wu & Z. Z. Li, “Nano Structured Composite Obtained by Mechanical Driven Reduction Reaction of CuO and Al Powder Mixture”, Journal of Alloys and Compound, No. 299, pp. 9- 16, 2000.

 

[13]  N. Hosseini, F. Karimzadeh, M. H. Abbasi & M. H. Enayati, “Tribological properties of Al6061– Al2O3 nanocomposite prepared by milling and hot pressing”, Materials and Design, No. 31, pp. 4777-4785, 2010.

 

[14]  J. L. Hernandez Rivera, J. J. Cruz Rivera, V. Pazdelangel, V. Garibay Febles, O. Coreno Alonso & R. Martnezsanchez, “Structural and morphological study of a 2024 Al–Al2O3 composite produced by mechanical alloying in high energy mill”, Materials and Design, No. 37, pp. 96-101, 2012.

 

[15]    ر. تفرشی و ا. باباخانی، "تولید وبررسی خواص مکانیکی کامپوزیت ذره ای آلومینیوم-گرافیت تولید شده به روش متالورژی پودر"، سومین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و انجمن علمی ریخته گری ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، آبان 1388.

 

[16]    م. طاهری اثنی عشری، ف. کریم زاده و م.ح.عنایتی، "بررسی مکانیزم تشکیل آلیاژ نانو ساختار Al6061 حین فرآیند آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی"، پنجمین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و جامعه علمی ریخته گران ایران.

 

[17]  M. Tavoosi, M. H. Enayati & F. Karamzadeh, “Softening behaviour of Nano structured Al-14 Wt % Zn alloy during mechanical alloying”, Journal of Alloy and Compounds, No. 464, pp. 107-110, 2008.

 

[18]    د. هال، د .بیکن و ع .اکرامی، "متالورژی مکانیکی آشنایی با نابجایی­ها"، موسسه انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، 1386.

 

[19]    ف. گلستانی فرد و م. بهره ور، "روش های شناسایی و آنالیز مواد"، دانشگاه علم و صنعت ایران، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، شماره 408، چاپ دوم، 1385.

 

[20]  J. Gubicza, M. Kassem, G. Ribarik & T. Unger, “The micro structure of mechanically alloyed Al-Mg determined X-ray diffraction peak profile analysis”, Journal of Materials Scince and Engineering A, No. 372, pp. 115-122, 2004.

 

[21]  O. Ismail, A. Sascha, M.Silke & W. Bernhard, “Nano crystalline Al- Al2O3p and SiCp composite produced by high- energy ball milling”, Journal of Materials Processing, No. 205, pp. 111-118, 2008.

 

[22]    ج. صفری و غ. ح. اکبری، "مشخصه یابی تاثیر افزایش منیزم بر کامپوزیت نانو ساختار Al- 5Al2O3 حین فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی "، دومین همایش ملی نانو مواد و نانو تکنولوژی، دانشگاه آزاد آسلامی واحد نجف آباد، اردیبهشت 1389.