مقایسه سختی و خواص تریبولوژیکی نانوکامپوزیت‌های آلیاژ آلومینیم 5083 با استفاده از پودر دی‌بوراید تیتانیم و نانو لوله کربنی با فرآیند اصطکاکی– اغتشاشی

از فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی برای تولید ماده کامپوزیتی با زمینه فلزی برروی آلیاژ پایه آلومینیمی 5083 به منظور بهبود خواص سختی و تریبولوژیکی استفاده شد. از پودر تقویت کننده دی‌بوراید تیتانیم و نانو لوله کربنی استفاده گردید و تعداد پاس‌ها برای انجام فرآیند تغییر داده شد. ریزساختار مواد کامپوزیتی تولید شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی و لایه‌های سطحی کامپوزیت توسط میکروسختی مورد بررسی قرار گرفتند. این روش در 4 پاس، باعث حداکثر 32.3 درصد افزایش سختی در نانو کامپوزیت سطحی حاصل از پودر نانو لوله کربنی و 21.6 درصد افزایش سختی در نانو کامپوزیت سطحی حاصل از پودر دی بورایدتیتانیم نسبت به فلز پایه گردید. نمونه‌های تولید شده با چهار پاس حاوی پودر نانو لوله کربنی، دارای سختی 8 درصد بیشتر از سختی نمونه‌هایی با پاس مشابه با پودر دی بورایدتیتانیم است. بیشترین مقاومت سایشی در 4 پاس حاصل گردید بطوریکه مقاومت سایشی حاصل شده در حالت استفاده از نانو لوله کربنی حدود 45 درصد بیش از حالت استفاده از پودر tib2 بوده و عمر کاری قطعه در شرایط سایشی را می‌توان با این عملیات تا 3.5 برابر افزایش داد.

comparison of hardness and tribological properties of aluminum alloy 5083 nanocomposites using tib2 powder and carbon nanotube with friction-stir process

friction stir process (fsp) was used to improve hardness and tribological properties of al-5083 aluminum alloy through formation of metal matrix composite (mmc) material. the process involved the use of titanium diboride powder (tib2) and carbon nanotubes reinforcing materials. the number of passes during the process was varied. observations of the microstructure of the composite materials were made using scanning electron microscopy (sem), while the composited surface layers were examined using microhardness testing. after conducting four passes using fsp, the surface nanocomposite obtained from carbon nanotubes and tib2 yielded a maximum increase in hardness of 32.3%, and 21.6% compared to the base alloy respectively. moreover, the samples produced with four passes, containing carbon nanotubes, showed a hardness 8% greater than the samples produced with the same number of passes, but with tib2. additionally, the highest wear resistance was also obtained using four passes. the wear resistance exhibited by the carbon nanotube-reinforced composite was approximately 45% greater than the tib2 powder-reinforced composite. hence, the use of fsp can potentially increase the working life of the part in wear conditions by up to 3.5 times.