تولید نانو کامپوزیت ترکیبی al2024/gr/zro2 توسط فرآوری اصطکاکی اغتشاشی و بررسی اثر نسبت ترکیبی بر خواص مکانیکی و سایشی

نسبت ترکیبی هر یک از فازهای تقویت کننده در کامپوزیت ترکیبی می‌تواند تعیین کننده نسبت حجم کل تقویت کننده از حجم کل کامپوزیت باشد. نسبت ترکیبی، یک فاکتور مهم در کنترل حد مشارکت هر یک از فازهای تقویت کننده از کل خواص کامپوزیت ترکیبی است. بنابراین هدف از انجام این کار، تولید نانو کامپوزیت سطحی ترکیبی آلومینیم 2024 با ذرات زیرکونیا با میانگین اندازه ذرات 15 نانومتر و گرافیت با میانگین اندازه ذرات کمتر از 100 میکرون با نسبت ترکیبی متفاوت توسط فرآیند فرآوری اصطکاکی اغتشاشی است. برای تولید نانو کامپوزیت از یک سرعت دورانی و سرعت پیشروی ثابت، به ترتیب 1000 دور بر دقیقه و 20 میلیمتر بر دقیقه و زاویه انحراف 3 درجه استفاده شد و همچنین به منظور توزیع بهتر ذزات در زمینه، فرآیند در 2 پاس انجام شد. سپس به بررسی اثر نسبت ترکیبی بر ریزساختار، خواص مکانیکی و سایشی نانو کامپوزیت پرداخته شد. برای بررسی ریزساختار از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید که تصاویر نشان داد که ذرات به صورت یکنواخت در ناحیه اغتشاشی توزیع شده است. آزمون‌های سختی و سایش به صورت پین بر روی دیسک لغزشی خشک به منظور بررسی نسبت ترکیبی، خواص مکانیکی و سایشی نانو کامپوزیت تولید شده، انجام و اندازه‌گیری شد.

Fabrication of hybrid nanocomposite Al2024/Gr/ZrO2 via FSP and evaluation effect role of hybrid ratio in mechanical and wear properties

Hybrid ratio of each reinforcement phases in hybrid composite can be defined as proportion of its volume to total reinforcement volume of the composite. The hybrid ratio is an important factor which controls the participation extent of each reinforcement phases in overall properties of hybrid composites. Hence, in the present work, surface hybrid nano composites of Al2024, Graphite average particle size of 100 μm and ZrO2 average particle size of 15 with different. For fabrication of nano composite the tool rotation rate was set to be 1000 rpm, and its advancing speed was 20 mm/min and tilt angle of 3 degree were chosen and all samples were subjected to 2 passes of FSP to obtain more homogeneous dispersion of the reinforcements. Subsequently, effect of hybrid ratio on microstructural, mechanical and tribological properties investigated. Optical microscopy and scanning electron microscopy were utilized to perform microstructural observation on the samples showed that reinforcements are well dispersed inside the Nugget Zone. Hardness value measurements and pin on disk dry sliding wear tests were carried out to investigate effect of hybrid ratio on mechanical and tribological properties of the nano composites.