تاثير اربيوم بر ريزساختار و استحكام فشاري كامپوزيت درجاي Al-15%Mg2Si

Effect of Er addition on the microstructure and compressive strength of insitu Al-15 wt.% Mg2Si composites

در صنايع خودروسازي و هوافضا به دليل نياز به كاهش مصرف سوخت و حفظ محيط زيست از آلودگي، استفاده از كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي كه بتواند در عين سبك بودن، استحكام، انعطاف و مقاومت به سايش و خزش مناسبي داشته باشد، رايج شده است. در اين ميان كامپوزيت‌هاي زمينه آلومينيومي كه با ذرات Mg2Si تقويت شده‌اند به دليل داشتن خواص فوق مورد توجه بسياري در اين صنايع قرار گرفته‌اند. ذرات Mg2Si موجود در كامپوزيت درجاي Al- Mg2Si داراي مورفولوژي خشن و گوشه‌دار مي¬باشند كه سبب افت خواص مكانيكي اين نوع كامپوزيت¬ها مي‌شود. به همين دليل روش‌هاي متنوعي براي اصلاح ريزساختار اين كامپوزيت ارائه شده است كه يكي از آسان‌ترين و كم هزينه‌ترين اين روش‌ها افزودن عناصر آلياژي مي‌باشد. در اين پژوهش به بررسي تاثير افزودن اربيوم (Er) بر ريزساختار و استحكام فشاري كامپوزيت درجاي Al-15%Mg2Si پرداخته شده است. كامپوزيت مذكور به روش ريخته گري توليد و پس از افزودن اربيوم به ميزان 2/0، 4/0 ، 6/0 و 1 درصد وزني به آن تغييرات ريزساختاري و رفتار فشاري كامپوزيت مورد بررسي قرار گرفت. مشاهدات نشان داد كه افزودن اربيوم به كامپوزيت درجاي Al-15%Mg2Si سبب كاهش اندازه ذرات تقويت كننده Mg2Si اوليه نسبت به كامپوزيت اصلاح نشده و همچنين تغيير مورفولوژي اين ذرات از حالت نامنظم به منظم و چهاروجهي شده است. همچنين مورفولوژي Mg2Si ثانويه از حالت ورقه‌اي و كشيده به فيبري و نقطه¬اي تغيير يافت. بيشترين ميزان بهبود استحكام فشاري براي نمونه حاوي 6/0 درصد وزني اربيوم مشاهده شد.

In this study, the effect of Erbium (Er) addition on the microstructural characteristics and compressive strength of in situ Al-15% Mg2Si composite was investigated. The composites were produced by casting method. After the addition of Er in various amounts of 0.2, 0.4, 0.6 and 1 wt.%, the microstructural changes and compressive behavior were evaluated. The results showed that through the addition of Er the average size of the primary Mg2Si particles was reduced and the morphology of these particles was changed from the irregular to the regular morphology. In addition, the eutectic Mg2Si morphology was changed from flak-like to short fibrous and dot-like structure. The maximum compressive strength was obtained by adding 0.6 wt.% Er.