Skip to main content
SUPERVISOR
ايمان مباشرپور (استاد مشاور) بهزاد نيرومند (استاد راهنما) منصور رضوي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Batool Mirzaiy
بتول ميرزائي دمابي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Investigate the possibility of producing composite cast Al-TiC using in-situ metod and characterization its properties
: In the present study, in-situ cast A356-TiC composites with different reinforcement contents were synthesized by addition of activated mixtures of Ti and C powders to A356 melts and their properties were characterized. First, stoichiometric mixture of Ti and carbon powders were milled at room temperature under argon atmosphere for different times using a high intensity planetary ball mill. The ball-to-powder weight ratio was kept at 40:1 and milling time varied from 1 to 5 hours. The as-milled powders were then characterized using XRD and SEM techniques. DTA analyses were also carried out to investigate temperature-induced phase transformation of the as-milled powders. XRD results showed that TiC particles were formed after about 4 hr of milling. It was concluded that ignition of the reaction for TiC formation occurred at a milling time between 3 and 4 hr. Result of DTA analyses indicated that the ignition temperature of exothermic reaction decreased with increasing the milling time to a temperature below 500 °C. Consequently, the 3 hr activated mixture was incorporated into A356 alloy melts via vortex method to produce A356-TiC slurries of different reinforcement content. The composite slurries were cast in a steel die and subsequently hot pressed to close off their porosities. Microstructural characterizations were performed by optical microscopy and SEM. Tensile, hardness and wear tests were carried out in order to identify mechanical properties of the composite and monolithic samples. The results of microstructural studies revealed the formation and uniform distribution of TiC particles in the matrix as well as grain refinement of the matrix and low porosities in the composite specimens. Results of mechanical tests showed that addition of the activated mixture of Ti and C powders led to improvement in the yield strength, ultimate tensile strength and hardness. It was indicated that the fabrication process and the particle content were the most effective factors in?uencing the mechanical properties. In comparison with the monolithic A356 samples processed by stir casting, the tensile strength of A356-3wt.% TiC composite increased by 50% and reached to 190 MPa . Hardness of the same sample increased to 118 BHN from 80 BHN. The highest wear resistance was achieved for the cast A356-1wt%TiC composite. Keywords: In-situ A356-TiC composite, Mechanical activation, Vortex casting, Mechanical properties, Wear resistance
چکيده در اين پژوهش کامپوزيت ريختگي آلومينيوم- کاربيدتيتانيم به روش درجا و با افزودن پودر فعال¬ توليد و مشخصه¬يابي شد. در مرحله اول مخلوط پودري کربن و تيتانيم در آسياب گلوله¬اي سياره¬اي پرانرژي فعال¬سازي و تاثير نوع آسياب و زمان آسياکاري بر روي فعال¬سازي مخلوط پودري بررسي گرديد. مخلوط پودري با نسبت وزني تيتانيم به کربن 4 به 1 و با نسبت گلوله به پودر 40 به 1 در زمان¬هاي مختلف تحت آسياکاري و آناليز پرتو ايکس قرار گرفت. نتايج پراش پرتو ايکس نشان داد که ترکيب کاربيدتيتانيم پس از 5 ساعت آسياکاري به طور کامل تشکيل مي¬شود و شروع تشکيل آن پس از 4ساعت آسياکاري مي¬باشد. براين¬اساس زمان بهينه فعال-سازي 3ساعت تشخيص داده¬شد. نتايج DTA نشان داد با افزايش زمان آسياکاري، دماي تشکيل کاربيدتيتانيم از دماهاي بالاتر از 1000 درجه¬سانتي¬گراد به دماهاي پايين¬تر از 500 درجه سانتي¬گراد کاهش يافت. در مرحله دوم مخلوط پودري فعال¬شده به مدت 3 ساعت، به مذاب آلومينيم درحال همزدن افزوده شد. در اين مرحله کامپوزيت زمينه آلومينيومي با توليد درجاي تقويت¬کننده کاربيدتيتانيم در مذاب و با روش ريخته¬گري گردابي ساخته¬شد. کامپوزيت¬هايي با افزودن 5/0، 1، 2 و 3 درصد وزني پودر فعال¬شده ريخته¬گري و سپس تحت عمليات فشار گرم قرار گرفتند. نتايج XRD و ED نشان دادند کاربيدتيتانيم در مذاب تشکيل شده¬است. اعمال فشار گرم باعث کاهش درصد تخلخل نمونه¬هاي ريختگي و در نتيجه باعث بهبود سختي نمونه¬هاي کامپوزيتي شد به طور مثال سختي نمونه کامپوزيتي با 3 درصد پودر فعال¬شده از 80 به 118 برينل افزايش يافته¬است. استحکام کششي نمونه کامپوزيتي فشرده¬شده در حالت گرم با 3 درصد تقويت¬کننده 190 مگاپاسگال بدست آمد که نسبت به نمونه غيرکامپوزيتي مشابه آن 50درصد افزايش يافته-است. سطح مقطع شکست نمونه¬هاي کامپوزيتي مخلوطي از شکست نرم و ترد را نشان مي¬دهد و شکست نمونه¬هاي کامپوزيتي نسبت به غيرکامپوزيتي تردتر شده¬است. درصد کاهش وزن نمونه¬هاي ريختگي با افزايش درصد تقويت¬کننده کاهش يافت و نمونه کامپوزيتي با 1 درصد تقويت¬کننده داراي بالاترين مقاومت سايشي بود. کلمات کليدي: کامپوزيت زمينه آلومينيم، A356-TiC، کاربيدتيتانيم، ريخته¬گري گردابي، فعال¬سازي مکانيکي، خواص مکانيکي، مقاومت¬سايشي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی