مقايسه انعطاف پذيري و نحوه شكست نانوكامپوزيتAl-2Cu/B4C توليد شده به روش هاي ريخته گري گردابي، متالورژي پودر و آلياژسازي مكانيكي

Comparison of ductility and fracture behavior of Al-2Cu/B4C nanocomposite fabricated by stir casting, powder metallurgy and mechanical alloying methods

در اين تحقيق نانوكامپوزيت Al-2Cu/B4C به سه روش ريخته گري گردابي، متالورژي پودر و آلياژسازي مكانيكي توليد گرديد. در روش ريخته-گري گردابي نانو ذرات B4C با متوسط اندازه ذرات nm80 به آلومينيوم مذاب اضافه گرديد و مخلوط حاصل در دماي oC850 در قالب فولادي ريخته گري شد. در روش هاي متالورژي پودر و آلياژسازي مكانيكي نيز پس مخلوط كردن پودرهاي Al و B4C و توليد پودر كامپوزيتي، از فرآيند پرس ايزواستاتيك سرد (CIP) براي شكل دهي پودرها استفاده شد. در نهايت در هر سه روش، نانوكامپوزيت ساخته شده تحت عمليات اكستروژن داغ قرار گرفت. براي بررسي ريزساختار، سطوح شكست و تعيين نحوه شكست نمونه ها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و براي مقايسه انعطاف پذيري آنها از مقادير درصد ازدياد طول بدست آمده توسط آزمون كشش در هر سه حالت استفاده گرديد. نتايج حاصل نشان مي دهند كه نانوكامپوزيت توليد شده به روش آلياژسازي مكانيكي داراي كمترين ميزان درصد ازدياد طول بوده و شكست آن به صورت كاملاً ترد اتفاق مي افتد.

In this study, Al-2Cu/B4C nanocomposites were fabricated through three methods i.e. stir casting, powder metallurgy, and mechanical alloying. In the stir casting method, B4C nanoparticles with 80nm mean particle size were added to the melt and the resulting mixture was poured in a steel mold. In the mechanical alloying and powder metallurgy methods, after mixing Al and B4C powders, the resulting composite powders were shaped through Cold Isostatic Pressing (CIP). Finally, in all methods, the resulting product was hot extruded. The microstructure and fracture surface of samples was characterized by scanning electron microscopy (SEM). In order to compare the ductility, tensile test were performed. Results demonstrated that the nanocomposites prepared by the mechanical alloying method have the most uniform particle distribution, and lowest ductility.