Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi,Rahmatollah Emadi
سیدمحمود منیرواقفی (استاد مشاور) رحمت اله عمادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vahid Shafi pour
وحید شفیع پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Composites such as metal matrix composites are being used increasingly because of their desirable properties. In this investigation physical and mechanical properties and microstructures of commercially pure aluminium base composites with varying weight percents of short steel fiber reinforcements with and without Ni-P coating have been studied. The above properties for Al-4.5%Cu base composites with varying weight percent of Ni-P coated short steel fibers as reinforcement have been evaluated too. Using the electroless method, the fibers were coated with Ni-P coating for improvement the wettability between them and aluminium melting and inhibition of formation of detrimental chemical reactions at interfaces that may form harmful intermetalic phases like FeAl 3 and Fe 2 Al 5 . The uniform thickness of coating is one of the advantages of electroless plating. Al-Fe composites with varying weight percent of steel fibers were prepared through liquid process vortex method in a low carbon steel die (St37). During this process the short steel fibers were added to a melting that was being stirred with a graphite stirrer. The low carbon steel die was pre-heated to 500 °C. The melting was prepared in a resistance furnace and the temperature of melting during the vortex process was fixed at 710 °C. Physical and mechanical properties and microstructures of the pure aluminium matrix composites with 3, 6 and 9 weight percent of short steel fibers with and without Ni-P coating were compared with pure commercial aluminium. In Al-4.5%Cu matrix composites with the same weight percent of Ni-P coated short steel fibers, these properties were compared with Al-4.5%Cu castings. According to the results, in the composites with Ni-P coated short steel fiber reinforcements when the weight percent of fibers increased, hardness and density increased and elongation decreased. In these composites the hardness of composite with 9 weight percent of coated short steel fibers is more than 2.5 times of pure aluminium hardness and the strength of these composites in 6 weight percent of coated steel fibers is Maximum. The distribution of fibers is nearly uniform in this type of composites. In pure aluminium matrix composites with uncoated steel fibers, the physical and mechanical properties are less than composites with coated steel fibers and more than pure aluminium castings and the distribution of fibers in matrices is not uniform. In Al-4.5%Cu matrix composites the mechanical properties have been decreased instead of improvement.
امروزه به دلیل خواص مطلوب، استفاده از کامپوزیت ها در حال فزونی می باشد. کامپوزیت های زمینه فلزی که از پرکاربردترین انواع کامپوزیت ها می باشند نیز از این قاعده مستثنی نیستند. در این پژوهش خواص فیزیکی، مکانیکی و ریز ساختاری کامپوزیت های با زمینه آلومینیوم خالص و حاوی الیاف استحکام دهنده ی کوتاه فولادی بدون پوشش و یا با پوشش نیکل- فسفر و کامپوزیت های با زمینه ی Al-4.5%Cu و با الیاف تقویت کننده ی فولادی پوشش کاری شده با پوشش نیکل- فسفر مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور جلوگیری از انجام واکنش های شیمیایی مضر بین الیاف فولادی و زمینه آلومینیومی و نیز افزایش قابلیت ترشوندگی الیاف توسط مذاب، با استفاده از فرایند پوشش کاری الکترولس که ضخامت یکنواخت پوشش حاصله در تمام سطوح از مزایای آن است، بر روی الیاف، پوشش نیکل- فسفراعمال شد. سپس با استفاده از روش ریخته گری گردابی که در آن با استفاده از هم زدن مذاب توسط یک پروانه معمولا گرافیتی، الیاف در زمینه توزیع می گردند، کامپوزیت های آلومینیوم- فولاد با درصدهای وزنی مختلف از الیاف فولادی در یک قالب فلزی از جنس فولاد ساده کربنی تهیه شد. قالب فلزی پیش از ریخته گری تا دمای 500 درجه سانتیگراد پیش گرم شده بود تا مذاب بتواند تمام آن را پر نماید. برای تهیه ی ذوب از یک کوره ی مقاومتی مخصوص استفاده شد و دمای مذاب نیز در حین فرایند هم زدن 710 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده بود. در کامپوزیت های با زمینه ی آلومینیوم خالص تجارتی، خواص فیزیکی، خواص مکانیکی و ساختار میکروسکوپی نمونه های تهیه شده از کامپوزیت های حاوی 3، 6 و 9 درصد وزنی الیاف فولادی بدون پوشش و یا پوششکاری شده، در مقایسه با آلومینیوم خالص تجارتی بررسی گردید. در کامپوزیت های با زمینه ی Al-4.5%Cu و محتوی همان درصد وزنی الیاف فولادی پوشش کاری شده، این خواص با آلیاژ Al-4.5%Cu مقایسه شدند. بر طبق نتایج به دست آمده، در کامپوزیت های با زمینه ی آلومینیوم خالص تجارتی و حاوی الیاف استحکام دهنده ی فولادی پوشش کاری شده، با افزایش درصد وزنی الیاف فولادی، دانسیته افزایش یافته و انعطاف پذیری کاهش می یابد و سختی کامپوزیت با 9 درصد وزنی الیاف فولادی، اندکی بیش از 5/2 برابر سختی آلومینیوم خالص تجارتی می باشد. استحکام این کامپوزیت ها نیز در 6 درصد وزنی الیاف فولادی، به بیشترین مقدار خود می رسد و سپس دوباره کاهش می یابد. توزیع الیاف در زمینه نیز در این کامپوزیت ها تا حدود بسیار زیادی یکنواخت می باشد. در کامپوزیت های با زمینه ی آلومینیوم خالص و با الیاف تقویت کننده ی فولادی بدون پوشش، خواص فیزیکی و مکانیکی بینابین خواص آلومینیوم خالص و کامپوزیت های با الیاف تقویت کننده ی فولادی پوشش کاری شده می باشد و توزیع الیاف در زمینه نیز غیر یکنواخت می باشد. در کامپوزیت های با زمینه ی Al-4.5%Cu نیز خواص مکانیکی به جای بهبود دچار تنزل شده اند. بر اساس نتایج این پژوهش درکاربردهایی که سختی، استحکام یا مقاومت به سایش بالا مد نظر باشد، استفاده از کامپوزیت ها ی با زمینه آلومینیوم خالص و حاوی درصد وزنی مناسب الیاف فولادی پوشش کاری شده با پوشش نیکل- فسفر، منطقی و دارای توجیه اقتصادی می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی