ارزیابی ساختاری و عملکرد خوردگی کامپوزیت لایه ای al/18cu تقویت شده با mos2 وwc در محیط دریایی

مقدمه: کامپوزیت‌های زمینه فلزی (mmc) به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت به خوردگی مناسب، مدول الاستیسیته برتر، نسبت استحکام به وزن بالا و پایداری حرارتی، در صنعت اهمیت زیادی دارند. در بین mmcها، کامپوزیت‌های زمینه فلزی هیبریدی (hmmc) با استفاده از دو یا چند تقویت‌کننده، ترکیبی از خواص مطلوب را ارائه می‌دهند. روش: در این پژوهش برای ساخت نمونه‌های کامپوزیتی، ابتدا سطح ورق‌های آلومینیوم و مس شستشو با استون و برس‌کاری شدند. پودرهای wc و mos2 برای از بین بردن رطوبت در دمای 120 درجه سانتی‌گراد حرارت داده شدند. چهار ورق آلومینیوم و یک ورق مس روی هم قرار داده شده در حالی که پودرهای wc و mos2 روی آن‌ها پاشیده شد. سپس این ورق‌ها به صورت ساندویچی شامل چهار لایه آلومینیوم، یک لایه مس و چهار لایه wc-mos2 چیده شده و با دستگاه نورد 30 تنی با کاهش سطح مقطع 65 درصد در دمای اتاق و بدون روان‌کننده نورد داده شد. بعد از نورد اولیه، ساندویچ به سه قسمت مساوی برش داده شد و پس از تمیز کردن و آماده‌سازی سطح، مجددا به صورت ساندویچ جدید چیده و با کاهش سطح مقطع 60 درصد نورد شد. این فرآیند تا هفت چرخه طبق مطالعات پیشین بر روی نمونه‌های ساخته شده اجرا شد. یافته ها: در این تحقیق، کامپوزیت هیبریدی al/cu/wc/mos2 با استفاده از فرآیند اتصال نوردی تجمعی (arb) در هفت چرخه ساخته شد. بررسی ساختاری با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (xrd) نشان داد که هیچ فاز جدیدی تشکیل نشده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ساختار چندلایه مطلوب را تایید کردند. فرآیند arb منجر به توزیع مناسب فلز مس و ذرات wc-mos2 در زمینه آلومینیوم شد. در مرحله نهایی arb، فلز مس به صورت جزیره‌ای در زمینه آلومینیوم توزیع شد. آزمون‌های خوردگی نشان دادند که با افزایش تعداد چرخه‌های arbمقاومت به خوردگی بهبود یافت. چگالی جریان خوردگی در کامپوزیت هیبریدی تولید شده با هفت چرخه، به دلیل کمترین تخلخل و توزیع همگن ذرات mos2 و wc، پایین‌تر از سایر چرخه‌ها بود که نشان‌دهنده بالاترین مقاومت در برابر خوردگی است.نتیجه گیری: فرآیند arb به حفظ ساختار چندلایه مطلوب و توزیع مناسب ذرات wc-mos2 بین لایه‌های آلومینیوم و مس کمک می‌کند. چگالی جریان خوردگی با افزایش تعداد چرخه‌های arb به دلیل توزیع یکنواخت ذرات تقویت‌کننده و تشکیل لایه پسیو توسط آلومینیوم کاهش می‌یابد.

investigation of structural and corrosion properties of mos2- wc reinforced al/18cu layered composite in marine environment

introduction: metal matrix composites (mmcs) are of great importance in the industry due to characteristics such as good corrosion resistance, superior elastic modulus, high strength-to-weight ratio, and thermal stability. among mmcs, hybrid metal matrix composites (hmmcs), which use two or more reinforcements, offer a combination of desirable properties.methods: in this research, to fabricate composite samples, the surfaces of aluminum and copper sheets were first prepared by washing with acetone and brushing. wc and mos2 powders were heated at 120°c to remove moisture. four aluminum sheets and one copper sheet were stacked, with wc and mos2 powders sprinkled on them. then, these sheets were arranged in a sandwich structure consisting of four layers of aluminum, one layer of copper, and four layers of wc-mos2, and rolled using a 30-ton rolling mill with a 65% reduction in cross-sectional area at room temperature without any lubricant. after the initial rolling, the sandwich was cut into three equal parts, and after cleaning and surface preparation, they were re-stacked into a new sandwich and rolled with a 60% reduction in cross-sectional area. this process was repeated for seven cycles, according to previous studies on the fabricated samples.findings: in this study, the hybrid composite al/cu/wc/mos2 was fabricated using the accumulative roll bonding (arb) process over seven cycles. structural analysis using x-ray diffraction (xrd) patterns indicated that no new phases were formed. scanning electron microscope (sem) images confirmed the desirable multilayer structure. the arb process resulted in the proper distribution of copper metal and wc-mos2 particles within the aluminum matrix. in the final stage of arb, the copper metal was distributed in an island-like pattern within the aluminum matrix. corrosion tests showed that corrosion resistance improved with an increasing number of arb cycles. the corrosion current density in the hybrid composite produced with seven cycles was lower than in other cycles due to the minimal porosity and homogeneous distribution of mos2 and wc particles, indicating the highest corrosion resistance. the corrosion current density in the hybrid composite produced with seven cycles was lower than in other cycles due to the least porosity and homogeneous distribution of mos2 and wc particles, indicating the highest corrosion resistance.