بررسی ریزساختار و مقاومت به سایش کامپوزیت سطحی az31b/sio2/graphite تولید شده به روش اصطکاکی اغتشاشی

کامپوزیت‌های هیبریدی پایه منیزیم به دلیل سبکی، استحکام ویژه بالا و داشتن خواص سایشی مطلوب در صنایع هوافضا و خودرو کاربرد گسترده ای دارند. در این پژوهش، با استفاده از روش اصطکاکی اغتشاشی،کامپوزیت هیبریدی حاوی مخلوط نانوذرات سیلیکا و گرافیت بر سطح آلیاژ منیزیم (az31b) تولید شد و اثر تعداد پاس بر ریزساختار، سختی و مقاومت به سایش نمونه‌ها بررسی شد. بر طبق بررسی‌های ریزساختاری، پس از 4 پاس، ذرات توزیع مناسبی در ریزساختار داشته و به خوبی مانع رشد دانه شدند به طوری که متوسط اندازه دانه ساختار کامپوزیتی نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه 80 درصد و نسبت به نمونه‌ای که بدون حضور ذرات تحت فرآیند اصطکاکی اغتشاشی قرار گرفته است، بیش از 50 درصد کاهش یافت. با کاهش اندازه دانه، سختی ساختار کامپوزیتی پس از 4 پاس نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه بیش از 17 درصد و مقاومت به سایش آن بیش از 33 درصد افزایش یافت. نتایج نشان داد اثر کاهش اندازه دانه در افزایش سختی کامپوزیت بیش تر از اثر پراکنده سختی و سایر مکانیزم های استحکام دهی است. همچنین با افزایش تعداد پاس، پراکندگی اعداد سختی و اندازه دانه در ناحیه هم‌زده کاهش یافت. بنابراین با افزایش تعداد پاس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ذرات توزیع شده و ریز ساختار همگن می‌شود.

Investigation of microstructure and wear resistance of AZ31B/SiO2/graphite hybrid surface composite produced by friction stir processing (FSP)

Magnesium hybrid surface composites are widely used in automotive and aerospace industries because they have low weight, high specific strength, and suitable wear properties. In this research, a mixture of silica and graphite nanoparticles was used to produce hybrid surface composites on AZ31B magnesium alloy by the use of friction stir processing (FSP). The effect of FSP passes on microstructure, microhardness, and wear resistance of composites was investigated. According to microstructural investigations, after 4 passes, the particles dispersed well and properly prevented grain growth so that the mean grain size of AZ31B–SiO2–graphite composite decreased about 80% compared with asreceived AZ31B and above 50% compared with FSPed asreceived AZ31B. Furthermore, in comparison with asreceived AZ31B, microhardness of the composite increased more than 17% and its wear resistance increased more than 33% after 4 passes. The results indicated that grain size decrease plays a more significant role in composite hardness than dispersion hardening and other strengthening mechanisms. Furthermore, by increasing FSP passes, grain size variance and hardness variance decreased in the stir zone, which indicates that particles are dispersed and the microstructure becomes homogenized.