توليد و مشخصه يابي كامپوزيت درجاي Al-Al3Ti توليد شده به روش FSP با استفاده از پودر پيش فعال آسياكاري شده

synthesis and characterization of Al-Al3Ti in-situ composite produced by fsp using reactive mechanically alloyed powder

در اين پژوهش، هدف توليد كامپوزيت سطحي درجاي Al-Al3Ti با استفاده از پودر پيش فعال آلياژسازي مكانيكي شده Al-Ti بر سطح آلياژ آلومينيوم 1050 توسط فرايند اصطكاكي اغتشاشي بوده است. بدين منظور ابتدا پودر اوليه آلومينيوم و تيتانيوم در مدت زمان‌هاي مختلف آلياژسازي مكانيكي شد و زمان مناسب براي دستيابي به ساختار لايه‌اي ظريف و يكنواخت از دو پودر آلومينيوم و تيتانيوم تعيين شد. لايه‌ كامپوزيت سطحي، توسط فرايند اصطكاكي اغتشاشي در سرعت چرخش و تعداد پاس‌ هاي مختلف با استفاده از پودر آسياكاري شده مناسب توليد شد. جهت بررسي‌هاي ريزساختاري از ميكروسكوپ نوري(OM) و الكتروني روبشي(SEM) مجهز به طيف سنج تفكيك انرژي(EDS) و به منظور شناسايي فازي نمونه‌ها از پراش پرتو ايكس(XRD) استفاده شد. به منظور بررسي امكان واكنش در پودر پيش فعال شده حين گرمايش، از آناليز حرارتي افتراقي(DSC) استفاده شد. جهت ارزيابي خواص مكانيكي نمونه‌هاي FSP شده و فلز پايه از آزمون ريزسختي سنجي ويكرز و آزمون كشش استفاده شد. نتايج نشان داد استفاده از ذرات پودر آلياژسازي مكانيكي شده Al-Ti باعث افزايش سختي به ميزان 5/2 برابر و استحكام كششي به ميزان 4/3 برابر نسبت به فلز پايه شد. همچنين افزايش تعداد پاس‌هاي فرايند به ميزان 4 پاس، سبب بهبود واكنش تشكيل ذرات فاز Al3Ti در زمينه Al و توزيع بهتر اين ذرات در زمينه شد.

The aim of this research was the production of in-situ Al-Al3Ti composite on the surface of Al1050 alloy, using friction stir processing with reactive mechanically alloyed Al-Ti powder. Al-Al3Ti was fabricated with different rotational speeds and FSP passes. the primary Al-Ti powder was mechanically alloyed for different durations and suitable time for achieve a fine lamellar and uniform structure was determined. microstructral evaluations were implemented by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). X-ray diffractometery (XRD) was used for phase identification and differential scanning calorimertry (DSC) was used to study the thermal behavior of powder during heating.Vickers micro hardness test and tensile test were used to evaluate mechanical properties of the base metal and FSPed samples. using mechanically alloyed Al-Ti particle led to the enhancement of hardness by 2.5 times, tensile strength by 3.4 times. meanwhile increasing the number of passes to 4, improved the reaction of Al3Ti formation in Al matrix. Improved the distribution of in-situ particles in the matrix caused better mechanical properties. Evaluation of the fracture surfaces indicated ductile fracture for all specimens.