بررسي تاثير حرارت بر رفتار كششي و ريزساختاري نانوكامپوزيت Al-3 vol% SiC

The effect of temperature on tensile behavior and microstructure of Al-3 vol% SiC nanocomposite

در اين پژوهش رفتار كششي دما بالاي نانوكامپوزيت Al-3 vol% SiC مورد بررسي قرار گرفته است. جهت ساخت نمونه‌ها، نانوذرات تقويت كننده كاربيد سيليكون (SiC) به همراه ذرات آلومينيوم (Al) خالص(6/99%) به عنوان زمينه توسط آسياب سايشي مخلوط شدند. مخلوط حاصل سپس تحت فرآيند پرس سرد و اكستروژن گرم در دماي 500 درجه سانتي گراد قرار گرفت. پس از فرآيند اكستروژن و نمونه سازي، رفتار كششي در دماهاي مختلف به همراه اندازه گيري چگالي و همچنين مشاهدات ريزساختاري مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج حاصل نشان دهنده بهبود 40 درصدي استحكام نهايي كششي نانوكامپوزيت Al-3vol%SiC در مقايسه با نمونه تقويت نشده در دماي محيط بود. همچنين، افزايش دما حين آزمون كشش تا 270 درجه سانتي‌گراد منجر به افزايش حداكثر كرنش قابل تحمل گرديد. اين افزايش دما همچنين، كاهش استحكام نهايي كششي نمونه تقويت نشده و نانوكامپوزيت Al-3 vol% SiC را به ترتيب برابر 50% و 44% به دنبال داشت. مشاهده سطوح شكست نيز نشان داد در نمونه تقويت نشده با افزايش دما، نوع شكست از ترد به نرم تغيير مي‌كند ولي براي نمونه نانوكامپوزيت، نوع شكست همچنان ترد باقي مي‌ماند.

In this study, high-temperature tensile behavior of Al-3 vol% SiC nanocomposite is investigated. To fabricate the samples, SiC nano reinforcements and Al matrix were mixed using an attrition milling. The mixed powders were then subjected to cold pressing and hot extrusion at temperature of 500° C. Tensile behavior at different temperatures along with density measurement and microstructural examinations were studied. The results represent a 40% improvement in ultimate tensile strength of Al-3vol% SiC nanocomposite in comparison with non-reinforced sample at ambient temperature. Also, a rise in temperature up to 270 ° C during the tensile test led to an increase of the maximum elongation. Moreover, this temperature rise caused to 50% and 44% reduction of ultimate tensile strength of non-reinforced and nanocomposites samples, respectively. Fractured surfaces also showed that the in non-reinforced sample with increasing the temperature, brittle fracture changes to ductile fracture however, for nanocomposite sample the fracture remains brittle.