بررسی ریزساختار و خواص سایشی نانوکامپوزیت آلومینیوم al-8zn-3mg-2.5cu تقویت شده با نانوذرات sic بعد از عملیات حرارتی پیرسختی

در این تحقیق، خواص سایشی و ریزساختار نانوکامپوزیت آلومینیوم al-8zn-3mg-2.5cu تقویت شده با 1، 2، 3 و 5 درصد نانوذرات کاربید سیلسیم (sic) تولید شده به روش ریخته گری گردابی با کمک حباب زائی مافوق صوت بررسی شد. جهت اختلاط مناسب آلیاژ و نانوذرات از دستگاه مافوق صوت مجهز به سیستم خنک کننده با توان 2000 وات استفاده شد. همچنین برای مطالعات ریزساختاری، میکروسکوپ الکترونی روبشی بکار گرفته شد. مطالعات ریزساختاری نانوکامپوزیت نشان داد که حضور نانوذرات پراکنده sic باعث کاهش اندازه دانه شده، اما در درصدهای بالای این نانوذرات (5% وزنی)، کاهش محسوسی در اندازه دانه ایجاد نمی‌شود. همچنین حضور نانوذرات و کاهش اندازه دانه، افزایش چشمگیر سختی و مقاومت به سایش نانوکامپوزیت را به همراه دارند. البته در درصدهای بالای نانوذرات sic (5% وزنی)، این ذرات در مرزدانه ها کلوخه ای شده و باعث کاهش سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت شدند. نانوکامپوزیت تقویت شده با 3% وزنی نانو ذرات کاربید سیلسیم قبل و بعد از عملیات حرارتی بهترین مقاومت به سایش را نشان داد که بهینه ترین درصد نانو ذرات کاربید سیلسیم می باشد.

investigation of the microstructure and mechanical properties of cast al-8zn-3mg-2.5cu nanocomposite reinforced with sic nanoparticles after age hardening heat treatment

in this study, microstructure and wear properties of al-8zn-3mg-2.5cu nanocomposite reinforced with 1, 2, 3 and 5 wt.% sic nanoparticles (sicnp) produced by stir casting and ultrasonic treatment have been investigated. ultrasound device equipped with a cooling system with 2000 w powers was used for mixing alloy and nanoparticles. also scanning electron microscopy was used for microstructure studies. the microstructure of nanocomposite was investigated by scanning electron microscope.the microstructural studies of the nanocomposite revealed that sicnp addition reduces the grain size, but adding higher sicnp content (5 wt.%) does not change the grain size considerably. further investigations on hardness revealed that the addition of sicnp increases hardness and wear resistance. at higher sicnp contents (5 wt.%), the presence of sicnp agglomerate on grain boundaries was found that causes decrease the hardness and wear resistance. the optimum amount of nanoparticles before and after heat treatment is 3 wt.% sicnp that nanocomposite exhibits best wear resistance.