تاثير افزودن پودر آلومينايد آهن نانو ساختار بر خواص مكانيكي كامپوزيت كاربيد تنگستن توليد شده به روش سينترينگ پلاسماي جرقه‌اي

در اين تحقيق از پودر آلومينايد آهن سنتز شده به روش آلياژسازي مكانيكي و عمليات آنيل براي توليد كامپوزيت كاربيد تنگستن آلومينايد آهن استفاده شد. مخلوط پودرهاي كاربيد تنگستن و آلومينايد آهن با تركيب WC-25vol% FeAl به روش سينترينگ پلاسماي جرقه‌اي در دماي ℃ 1150 سنتز شد. سختي، تافنس شكست و رفتار سايشي نمونه توليدي مورد ارزيابي قرار گرفت و نتايج آن با نمونه كاربيد تنگستن كبالت تجاري مقايسه شد. بررسي ساختاري از مخلوط پودري نشان داد كه ذرات آلومينايد آهن و ذرات كاربيد تنگستن به صورت كاملاً همگن در همديگر پخش شده‌اند كه دليل آن وجود ذرات آلومينايد آهن با اندازه ذره در محدوده 50 تا 800 نانومتر بوده است. در شرايط سينترينگ، وجود ذرات فاز زمينه آلومينايد آهن با اندازه نانو توانايي نفوذ سريع بين ذرات كاربيدي و همچنين پر كردن فضاهاي خالي بين ذرات بزرگتر را داشته و منجر به تشكيل ساختار كاملاً همگن با چگالي تقريباً برابر با چگالي تئوري شده است. سختي و تافنس شكست نمونه كاربيد تنگستن آلومينايد آهن توليدي به‌ترتيب برابر با GPa 17.90 و MPa√m 9.1 به‌دست آمده است كه نسبت به نمونه كاربيد تنگستن كبالت داراي سختي بالاتر (GPa 15.70) و تافنس شكست به‌ميزان جزئي پايين‌تر است. نتايج آزمون سايش نشان داد كه با افزايش دماي آزمون از دماي اتاق به ℃500، نرخ سايش ويژه براي هر دو نمونه افزايش يافته است. همچنين نمونه كاربيد تنگستن آلومينايد آهن نسبت به نمونه كاربيد تنگستن كبالت در دو شرايط دماي اتاق و دماي ℃ 500 مقاومت به سايش بالاتري از خود نشان داد.