تاثیر تیتانیم و فرایند فورج چند جهته بر خواص مکانیکی برشی کامپوزیت درجای ZA۲۲-۴Si

دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر در کامپوزیت­های درجا، نیازمند بهسازی مورفولوژی، کاهش ابعاد و بهبود شرایط توزیع ذرات تقویت­کننده­ای است که هنگام انجماد به صورت درجا در زمینه تشکیل می­شوند. هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی تاثیر افزودن تیتانیم و فرایند فورج چند جهته (MDF)، به عنوان یک فرایند قابل اجرا در مقیاس صنعتی، بر ریزساختار و خواص مکانیکی برشی کامپوزیت ریختگی ZA۲۲-۴Si است. نتایج به­دست آمده نشان داد که بهسازی شیمیایی کامپوزیت توسط افزودن ۲/۰ درصد تیتانیم موجب تبدیل دانه­های دندریتی و بزرگ اولیه به دانه­های ریز و هم محور، کاهش ابعاد ذرات سیلیسیم اولیه (SiP) و تخلخل­ها و توزیع یکنواخت آن­ها در ساختار می­شود. بر اساس نتایج آنالیز تصویری، اندازه متوسط دانه­ها و ذرات SiP از حدود ۷۵۰ و ۲۵ میکرومتر به ترتیب به حدود ۱۳۵ و ۱۵ میکرومتر رسید. انجام فرآیند فورج در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد در تعداد پاس­های مختلف روی نمونه­ها، علاوه بر درهم آمیختن ساختار دندریتی اولیه، موجب کاهش ابعاد و توزیع یکنواخت­تر ذرات SiP در زمینه شد. بر اساس نتایج آنالیز تصویری، به ازای ۲ و ۵ پاس فورج، اندازه ذرات سیلیسیم اولیه به ترتیب به حدود ۸ و ۶ میکرومتر رسید. همچنین بر اساس نتایج آزمایش­ پانچ برشی، پس از MDF و افزودن تیتانیم، استحکام تسلیم برشی و استحکام برشی نهایی کامپوزیت ریختگی ۵ پاس MDF شده از حدود ۱۳۵ و ۱۶۴ مگاپاسکال به ترتیب به حدود ۹۲ و ۱۳۰ مگاپاسکال کاهش و میزان جابجایی نرمال آن از ۵۲/۰ به حدود ۷۲/۰ افزایش یافت.  

کلیدواژه ها:

آلیاژ Zn-۲۲Al ، سیلیسیم ، تیتانیم ، فورج چند جهته ، خواص مکانیکی برشی