تولید کامپوزیت هیبریدی al7075/tib2-al2o3 به روش درجا با استفاده از ریخته‌گری گردابی

در این پژوهش جهت تشکیل ذرات تقویت‌کننده بوراید تیتانیوم و اکسید آلومینیوم به‌صورت درجا در زمینه آلومینیوم 7075، از افزودن ترکیب پودر آسیاب‌کاری شده %al-24tio2-20b2o3 wt درون مذاب آلومینیوم 7075 استفاده شده است. برای یافتن دمای واکنش بین پودرهای آسیاب‌کاری شده آلومینیوم، اکسید تیتانیوم و اکسید بور از آنالیز حرارتی افتراقی (dta) بهره گرفته شد. نتایج آزمون پراش پرتوی ایکس مخلوط پودری آسیاب‌کاری شده که در کوره اتمسفر آرگون تحت دمای 750 درجه سانتی‌گراد قرار گرفته بود، وجود ترکیبات بوراید تیتانیوم و اکسید آلومینیوم را نشان داد. همچنین نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) از مخلوط پودری توزیع یکنواختی از ذرات اکسید تیتانیوم و اکسید بور در زمینه آلومینیوم را نشان داد. 6 درصد وزنی از مخلوط پودری آسیاب‌کاری شده تحت اتمسفر محافظ نیتروژن، در دمای 750 درجه سانتی‌گراد به مذاب آلومینیوم 7075 اضافه شد. مذاب کامپوزیت هیبریدی آلومینیوم 7075/ بوراید تیتانیوم- اکسید بور داخل قالب مسی ریخته شد. عملیات اکستروژن گرم بر روی کامپوزیت‌های ریخته‌گری شده به روش ریخته‌گری گردابی، در دمای 465 درجه سانتی‌گراد با نسبت اکستروژن 6:1 و سرعت اکستروژن 5 میلی‌متر بر ثانیه انجام شد. میکرو ساختار و خواص مکانیکی نمونه‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نشان داد ذرات درجای بوراید تیتانیوم در ابعاد نانومتری تشکیل شده‌اند. استحکام کششی کامپوزیت اکسترود شده به 496 مگاپاسکال رسید که این مقدار حدوداً 4 برابر بیشتر از استحکام کششی آلیاژ ریخته‌گری شده آلومینیوم 7075 بود.

synthesis of al7075/tib2-al2o3 in-situ hybrid composite by stir casting method

in this study, mechanically milled (mm) al-24tio2-20b2o3 powder in molten al7075 matrix was used in order to fabricate in-situ tib2 and al2o3 reinforcements in al7075 matrix. differential thermal analysis (dta) examination was adopted to find reaction temperature between milled al, tio2, and b2o3 powders. x-ray diffraction (xrd) patterns showed the existence of tib2 and al2o3 peaks (750 °c at ar atmosphere) in mm powder. scanning electron microscopy (sem) results revealed the uniform distribution of tio2 and b2o3 particles in the aluminum matrix. 6 wt.% mm powder was added to molten al7075 at 750 °c. the molten al7075/tib2-al2o3 composite was poured in copper mold. the stir casted composites were hot extruded at 465 °c with extrusion ratio of 6:1 and ram speed of 5 mm/s. the microstructures (optical microscopy and tem) and mechanical properties (hardness and tensile testing) of samples were evaluated. tem results showed that in-situ tib2 nanoparticles were formed. the tensile strength of extruded al7075/tib2-al2o3 composite was reached the value of 496 mpa. this result was around four times greater than that of the as cast al7075 alloy.