کامپوزیت سطحی aa5083/al12mo تولید شده به روش فراوری همزن اصطکاکی: واکاوی مکانیزم‌های استحکام‌بخشی، تاخیر در پدیده سیلان پله‌ای (plc) و مقاومت به خوردگی

در این پژوهش، کامپوزیت سطحی aa5083/al12mo با حدود 10 حجمی ذرات آلومیناید مولیبدنِ از پیش سنتز شده، با استفاده از فرآوری همزن اصطکاکی (fsp) و در شرایط بهینه شامل شش پاس، سرعت چرخشی rpm 1000 و سرعت پیشروی mm/min 52 تولید شد. اعمال پاس‌های متعدد موجب کاهش اندازه ذرات از حدود µm 20 به حدود  µm1.7 و یکنواختی بیشتر توزیع آن‌ها شد و هم‌زمان ریزدانه شدن زمینه و افزایش کرنش‌سختی را به دنبال داشت. این بهبودهای ریزساختاری منجر به افزایش حدود %16 استحکام کششی نسبت به نمونه fsp شده‌ی بدون تقویت‌کننده و %20 نسبت به فلز پایه تحویلی و نیز افزایش %50  و %63 سختی در نمونه‌های 4 و 6 پاس نسبت به فلز پایه گردید. تحلیل کمی مکانیزم‌های استحکام‌بخشی نشان داد که کرنش‌سختی بیشترین سهم را در افزایش استحکام دارد و حضور ذرات باعث تاخیر در آغاز سیلان پله‌ای شد. بررسی سطح شکست نشان‌دهنده‌ی وقوع شکست مخلوط شامل شکست ذرات، جداشدگی آن‌ها از زمینه و شکستن زمینه بود. نتایج آزمون خوردگی نیز کاهش مقاومت خوردگی کامپوزیت را آشکار کرد که عمدتاً ناشی از ناپیوستگی لایه پایدار اکسید آلومینیوم و ایجاد عیوب ناشی از تغییر شکل شدید پلاستیک در فصل مشترک ذره–زمینه بود.

surface composite aa5083/al12mo fabricated via friction stir processing: analysis of strengthening mechanisms, serrated flow delay, and corrosion resistance

in this study, an aa5083/al12mo surface composite containing approximately 10 vol.% of pre-synthesized molybdenum aluminide particles was fabricated using friction stir processing (fsp) under optimized conditions, including six passes, a rotational speed of 1000 rpm, and a traverse speed of 52 mm/min. multiple fsp passes reduced the particle size from about 20 µm to nearly 1.7 µm and improved their distribution uniformity, while simultaneously refining the matrix grains and enhancing the strain-hardening capability. these microstructural improvements led to a ~16% increase in tensile strength compared to the unreinforced fsped alloy and ~20% relative to the as-received base metal, along with ~50% and ~63% hardness enhancement in the 4-pass and 6-pass samples, respectively. quantitative analysis of the strengthening mechanisms revealed that strain hardening contributed the most to the overall strength increment, and the presence of reinforcing particles delayed the onset of the portevin–le chatelier (plc) serrated flow. fractography indicated a mixed fracture mode consisting of particle fracture, particle–matrix decohesion, and matrix rupture. furthermore, corrosion tests demonstrated a decrease in corrosion resistance, mainly due to the discontinuity of the protective aluminum oxide layer and the formation of defects at particle–matrix interfaces caused by severe plastic deformation.