بررسی رفتار فشاری نانوماده‌ی مرکب مستحکم با زمینه‌ی آلومینیم تقویت شده با نانوذرات آلومیناید منیزیم

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه سهند تبریز

چکیده

در این پژوهش، نوع جدیدی از نانوماده‌ی مرکب با زمینه‌ی آلومینیم تقویت شده با نانوذرات با ترکیب پیچیده‌ی بین فلزی β-Al3Mg2 به‌روش متالورژی پودر تهیه شد. نخست و به‌منظور تولید نانو ذرات، پودر شمش پیش آلیاژ شده‌یAl-40 wt.%Mg به‌مدّت زمان 100ساعت آسیاکاری مکانیکی شد و نانوذرات به‌دست آمده با اندازه‌ی حدود 25 نانومتر و مقادیر مختلف پودر آلومینیم، به‌مدّت زمان 10 ساعت آسیا شدند و در ادامه، برای تهیه‌ی نمونه‌های نانوماده‌ی مرکب، در دمای C °400 و با فشار MPa600 فشرده (پرس‌کاری) شدند. نتایج چگالی سنجی، کاهش وزن نمونه‌های نانوماده‌ی مرکب به‌همراه کاهش چگالی نسبی را نشان دادند و این به سبک‌تر شدن نانوماده‌ی مرکب با افزودن نانوذرات سبک آلومیناید منیزیم نسبت داده شد. نتایج بررسی‌های مکانیکی، افزایش چشم‌گیر و پیوسته‌ی سختی و استحکام را با افزایش میزان نانوذرات نشان دادند. با افزودن wt.% 20 تقویت کننده، سختی و استحکام تسلیم به‌ترتیب از حدود 35 برینل و MPa 87 برای آلومینیم خالص به حدود 176 برینل و MPa 625 افزایش یافت، ولی با توجه به کاهش انعطاف‌پذیری نمونه‌ها با افزودن فاز تقویت کننده، میزان 10 درصد وزنی تقویت کننده به‌عنوان مقدار بهینه انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Compressive Behavior of a High-Strength Al-Based Nanocomposite Reinforced with Magnesium Aluminide Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • ashgan Zolriasatein
  • rasol Azari Khosroshahi
چکیده [English]

In this work, a new aluminum matrix nanocomposite reinforced with beta-magnesium aluminide nanoparticles was produced by powder metallurgy technique. The prealloyed Al-40 wt.% Mg intermetallic ingot was milled for 100 hours to synthesize β-Al3Mg2 nanoparticles with the average size of 25 nm. Different amounts of nanoparticles were added to Al matrix powder and the mixture was then milled for 10 hours. Al/β-Al3Mg2 nanocomposite samples were prepared by hot pressing of the composite powders in a uniaxial die at 400 °C under the constant pressure of 600 MPa for 2 hours. The results of density measurements revealed that both the density and relative density of nanocomposite samples decrease due to the usage of superlight β-Al3Mg2 reinforcement. Mechanical properties of the nanocomposites were significantly improved with increasing the reinforcement content. Increasing the amount of β-Al3Mg2 nanoparticles continuously improved the hardness and yield strength of composites from 35 BHN and 87 MPa for pure aluminum to approximately 176 BHN and 625 MPa for the sample containing 20 wt.% β-Al3Mg2 nanoparticles, respectively. However, the addition of more reinforcement particles up to 20 wt.% resulted in a decrease in the ultimate strain of the samples, and hence, 10 wt.% nanoparticles was considered to be the optimum content of the reinforcement component

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposite
  • Nanoparticle
  • Magnesium Aluminide
  • Mechanical milling