پديد آورندگان :
آزادي، محمد دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي مكانيك، سمنان , رضانژاد، سعيد دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي مكانيك، سمنان , ذوالفقاري، مهرداد دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي مكانيك، سمنان , آزادي، محبوبه دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي مواد و متالورژي، سمنان
كليدواژه :
آلياژ آلومينيوم پيستون , عمليات حرارتي , نانوذرات دي‌اكسيد سيليسيوم , عمر خستگي پرچرخه خمشي
چكيده فارسي :
آلياژهاي آلومينيوم- سيليسيوم كاربردهاي بسياري در قطعات خودرو همچون پيستون دارند. معمولاً اين‌گونه قطعات، تحت بارهاي سيكلي مكانيكي و حرارتي قرار دارند و لذا بايد استحكام خستگي كافي را در مقابل اين بارگذاري‌ها داشته باشند. از روش‌هاي استحكام بخشي به مواد، اجراي عمليات حرارتي و افزودن نانوذرات است. در اين پژوهش، اثر استفاده همزمان از نانوذرات دي‌اكسيد سيليسيوم و عمليات حرارتي بر عمر خستگي پرچرخه خمشي آلياژ پيستون بررسي شده است كه نوآوري اين تحقيق است. از روش ريخته‌گري گردابي براي اضافه‌كردن نانوذرات به زمينه آلومينيومي استفاده شد و فرآيند عمليات حرارتي T6 بر روي نمونه‌ها اجرا شد. ريزساختار توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني، بررسي شد و آزمون خستگي پرچرخه خمشي نيز بر روي نمونه‌هاي استاندارد، در شرايط بارگذاري كاملاً معكوس‌شونده، اجرا شد. با توجه به تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني، نواحي تجمع و بهم‌پيوستگي نانوذرات در زمينه مشاهده نشد. همچنين، مشاهده شد كه استفاده از نانوذرات دي‌اكسيد سيليسيوم، عمليات حرارتي T6 و استفاده همزمان از اين دو فرآيند، باعث بهبود عمر خستگي به‌ترتيب به مقدار 304، 411 و 237% شد. مطابق با داده‌هاي آزمون خستگي پرچرخه خمشي، ضريب استحكام خستگي آلياژ پيستون، با عمليات حرارتي و اضافه‌نمودن نانوذرات، افزايش يافت.
چكيده لاتين :
Aluminum-silicon alloys have vast applications in-vehicle components, such as the piston.
Usually, such parts are under thermal and mechanical cyclic loadings, and therefore, they should
have enough fatigue strength. For strengthening methods, the heat treatment and the addition
of nanoparticles could be mentioned. In this research, the effect of the simultaneous use from
SiO2 nanoparticles and the heat treatment was investigated on the high-cycle fatigue lifetime of
the piston alloy, which is the novelty of this study. The stir-casting method was used for adding
nanoparticles into the aluminum matrix, and the T6 heat treatment was done on samples. The
microstructure was examined by the optical microscopy and also the field-emission scanning
electron microscopy (FESEM), and high-cycle bending fatigue tests were performed, under
fully-reversed loading conditions. Based on FESEM images, no agglomeration of nanoparticles
was observed in the matrix. In addition, it was found that using SiO2 nanoparticles, heat
treatment, and the combination of two approaches, caused to the improvement of the fatigue
lifetime, for 304, 411 and 237%, respectively. According to high-cycle bending fatigue data, the
fatigue strength coefficient of the piston alloy increased by the heat treatment, and the addition
of nanoparticles.
