تاثير سيليسيم مازاد و عمليات حرارتي بر ريز ساختار و خواص كششي و سايشي كامپوزيت Al-15%Mg2Si

The Effects of Extra Si and Heat treatment on the Microstructure, Tensile Properties and Wear Behavior of Al- 15%Mg2Si In-Situ Composite

در تحقيق حاضر، تاثير سيليسم مازاد و عمليات حرارتي T6 بر ريز ساختار و خواص كششي و سايشي كامپوزيت در جاي Al-15%Mg2Si مورد بررسي قرار گرفت. سيليسيم به ميزان وزني مختلف (1 و 3 و 5 و 7 درصد وزني) به مذاب كامپوزيت قبل از فرايند انحلال و پير سازي، اضافه شد. با استفاده از ميكروسكوپ نوري و بررسي ريز ساختار، مشخص گرديد كه با افزودن سيليسيم، مورفولوژي Mg2Si اوليه تغيير چنداني نمي يابد، حال آنكه تركيبات سه تايي فاز يوتكتيك ثانويه به همراه سيليسيم مازاد تشكيل مي گردد. مشاهدات ريز ساختاري نمونه هاي عمليات حرارتي شده نيز نشان دهنده اصلاح قابل توجه مورفولوژي فازهاي Mg2Si مي شود. براي بررسي خواص سايشي از تست سايش پين بر روي ديسك استفاده شد. نتايج تست سايش دلالت بر بهبود رفتار كششي توسط عمليات حرارتي به علت افزايش استحكام پيوند بين ذره و زمينه و تشكيل محلول فوق اشباع همراه با فازهاي رسوب داده شده داشت. نتايج حاصله از تست كشش نشان داد كه رابطه مستقيمي بين تغيير ريز ساختار و خواص كششي وجود دارد. در پايان، براي تحقيق بر روي مكانيسم شكست كامپوزيت، سطح شكست نمونه ها قبل و بعد از افزودن سيليسيم و اعمال عمليات حرارتي مورد بررسي قرار گرفت.

In this study, the effect of extra Si and T6 heat treatment on microstructure and tensile properties and wear behavior of in-situ Al-15%Mg2Si composite were investigated. Thus, different amounts of Si (1, 3, 5 and 7 wt.%) were added into the molten MMC before solution and aging heat treatment. The optical microscopy was used for microstructural investigation. The microstructural examinations showed that Si addition does not change the morphology of primary Mg2Si while it causes the formation of ternary of compounds of eutectic phase and extra Si. According to the microstructural observations, heat treatment also caused a considerable modification on the morphology of the Mg2Si phases. Pin on disk method was used as a wear test. Considering to wear tests, heat treatment modified the composite wear behavior by enhancing the strength of matrix/particles interface and forming a structure of saturated solid solution combining with precipitated phase. The results obtained from tensile testing also showed a direct relationship between microstructural changes and tensile properties.reaFinally, to investigate the failure mechanism of the composite, the fracture surfaces of the samples were studied before and after Si addition of heated and non-heated specimens.