ساخت و بررسي رفتار سايشي كامپوزيت‌هاي زمينه NiTi تقويت شده با نانوذرات Al2O3 تهيه شده به روش آلياژسازي مكانيكي و پرس گرم ايزواستاتيك

Fabrication and Wear Behavior of Nano-Al2O3 Dispersed NiTi-Based Composites by Mechanical Alloying and Hot Isostatic Pressing

كامپوزيت‌هاي زمينه NiTi تقويت شده با نانوذرات Al2O3 با انجام آلياژسازي مكانيكي بر روي عناصر Ni و Ti در مجاورت نانوذرات Al2O3 و استفاده از روش پرس گرم ايزواستاتيك تهيه گرديد. بررسي‌هاي ريزسـاختاري نشان دهنده تشكيل ساختار فازي پيچيده شامل فازهاي آستنيتي (B2 NiTi) و مارتنزيتي (B19? NiTi) همراه با فازهاي غني از نيكل (Ni3Ti) و غني از تيتانيم (NiTi2) مي‌باشد. نتايج آزمون فرورونده نانو نشان داد كه خواص مكانيكي شامل سختي و مدول الاستيك در نمونه كامپوزيتي بطور چشمگيري بيشتر از نمونه NiTi تهيه شده از پودر اتميزه است. در عين حال ميزان خاصيت شبه الاستيسيته در مورد نمونه كامپوزيتي بطور جزيي كاهش يافته است. نتايج آزمون سايش نيز نشانگر بهبود قابل توجه مقاومت به سايش در مورد نمونه كامپوزيتي در بارهاي كم و زياد است كه علت آن افزايش خواص مكانيكي همراه با مقدار قابل قبول خاصيت شبه الاستيسيته است

NiTi matrix composites reinforced with Al2O3 nanoparticles have been synthesized by mechanical alloying of Ni and Ti in the presence of Al2O3 nanoparticles and consolidated by hot isostatic pressing (HIP). Microstructural studies revealed that the sintered composites have a complex phase structure including B2 and B19’ NiTi and Ni-rich (Ni3Ti) and Ti-rich (NiTi2) phases. Nanoindentation test results demonstrated that both hardness and elastic modulus were considerably increased in the composite samples in comparison with pure NiTi, while the pseudoelasticity was not significantly reduced. The wear test results confirmed the improved wear performance of NiTi matrix after the addition of nanoparticles under both low and high loads can be mainly attributed to superior mechanical properties combined with pseudoelasticity effect of the composite samples.