بررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری نانوکامپوزیت ریختگی Al-5Cu-1Mg تقویت شده با نانوصفحات گرافن

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسنده

• محمد علی پور

گروه مهندسی مواد- دانشکده مکانیک-دانشگاه تبریز- تبریز-ایران

10.22067/jmme.2024.85648.1132

چکیده

ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت آلیاژ آلومینیوم Al-5Cu-1Mg تقویت شده با نانوصفحه گرافن (GNPs) تولید شده توسط آسیاب گلوله ای و ریخته گری بررسی شده است. ابتدا برای بهبود ترشوندگی نانوصفحات گرافن با مذاب یک مرحله متالورژی پودر انجام شد. بروی پودر آلومینیوم با گرافن به مدت 2 ساعت آسیاکاری مکانیکی انجام شد. سپس این پیش سازه به مذاب اضافه شد. وجود GNP های پراکنده با سطح ویژه بالا به طور قابل توجهی استحکام کامپوزیت را افزایش می دهد. مطالعات ریزساختاری آلیاژ نشان داد که افزودن GNPs اندازه دانه را کاهش می‌دهد، اما افزودن محتوای GNP بیشتر (1 درصد وزنی GNPs) اندازه دانه را به‌طور قابل‌توجهی تغییر نمی‌دهد. بررسی‌های بیشتر روی آزمایش‌های کششی نشان داد که افزودن GNP باعث افزایش استحکام کششی نهایی (UTS) می‌شود. در مقادیر بالاتر GNP، وجود آگلومره گرافن در مرزهای دانه‌ها مسیر مطلوبی برای رشد ترک است. کامپوزیت حاوی wt..% GNP 0.5 استحکام کششی 310 را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

• کامپوزیت های زمینه فلزی (MMCs)؛ خواص مکانیکی
• ریزساختارها؛ فرآوری پودر

موضوعات

• ریخته گری و انجماد

---

عنوان مقاله [English]

Examining the mechanical characteristics and microstructure of a cast Al-5Cu-1Mg nanocomposite reinforced with graphene nanoplates

نویسنده [English]

• Mohammad Alipour

Faculty of Mechanical engineering, Department of Materials Engineering, University of Tabriz, Iran

چکیده [English]

Microstructure and mechanical properties of aluminum alloy Al-5Cu-1Mg /graphene nanoplate (GNPs) composites produced by ball milling and stir casting have been investigated. First, to improve the wettability of graphene nanosheets with melt, a powder metallurgy step was performed. Mechanical grinding was done on aluminum powder with graphene for 2 hours. Then this precursor was added to the melt. The presence of dispersed GNPs with high specific surface area significantly increases the strength of the composites. The microstructural studies of the alloy revealed that GNPs addition reduces the grain size, but adding higher GNPs content (1 wt% GNPs) does not change the grain size considerably. Further investigations on tensile tests revealed that the addition of GNPs increases ultimate tensile strength (UTS). At higher GNPs contents, the presence of graphene agglomerate on grain boundaries was found to be the favored path for crack growth. The composite containing 0.5 vol.% GNPs exhibits tensile strength of 310 MPa.

کلیدواژه‌ها [English]

• Metal matrix composites (MMCs)؛ Mechanical properties
• Microstructures؛ Powder processing