Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi,Rahmatollah Emadi
سيدمحمود منيرواقفي (استاد مشاور) رحمت اله عمادي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vahid Shafi pour
وحيد شفيع 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 دليل خواص مطلوب، استفاده از کامپوزيت ها در حال فزوني مي باشد. کامپوزيت هاي زمينه فلزي که از پرکاربردترين انواع کامپوزيت ها مي باشند نيز از اين قاعده مستثني نيستند. در اين پژوهش خواص فيزيکي، مکانيکي و ريز ساختاري کامپوزيت هاي با زمينه آلومينيوم خالص و حاوي الياف استحکام دهنده ي کوتاه فولادي بدون پوشش و يا با پوشش نيکل- فسفر و کامپوزيت هاي با زمينه ي Al-4.5%Cu و با الياف تقويت کننده ي فولادي پوشش کاري شده با پوشش نيکل- فسفر مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور جلوگيري از انجام واکنش هاي شيميايي مضر بين الياف فولادي و زمينه آلومينيومي و نيز افزايش قابليت ترشوندگي الياف توسط مذاب، با استفاده از فرايند پوشش کاري الکترولس که ضخامت يکنواخت پوشش حاصله در تمام سطوح از مزاياي آن است، بر روي الياف، پوشش نيکل- فسفراعمال شد. سپس با استفاده از روش ريخته گري گردابي که در آن با استفاده از هم زدن مذاب توسط يک پروانه معمولا گرافيتي، الياف در زمينه توزيع مي گردند، کامپوزيت هاي آلومينيوم- فولاد با درصدهاي وزني مختلف از الياف فولادي در يک قالب فلزي از جنس فولاد ساده کربني تهيه شد. قالب فلزي پيش از ريخته گري تا دماي 500 درجه سانتيگراد پيش گرم شده بود تا مذاب بتواند تمام آن را پر نمايد. براي تهيه ي ذوب از يک کوره ي مقاومتي مخصوص استفاده شد و دماي مذاب نيز در حين فرايند هم زدن 710 درجه سانتيگراد در نظر گرفته شده بود. در کامپوزيت هاي با زمينه ي آلومينيوم خالص تجارتي، خواص فيزيکي، خواص مکانيکي و ساختار ميکروسکوپي نمونه هاي تهيه شده از کامپوزيت هاي حاوي 3، 6 و 9 درصد وزني الياف فولادي بدون پوشش و يا پوششکاري شده، در مقايسه با آلومينيوم خالص تجارتي بررسي گرديد. در کامپوزيت هاي با زمينه ي Al-4.5%Cu و محتوي همان درصد وزني الياف فولادي پوشش کاري شده، اين خواص با آلياژ Al-4.5%Cu مقايسه شدند. بر طبق نتايج به دست آمده، در کامپوزيت هاي با زمينه ي آلومينيوم خالص تجارتي و حاوي الياف استحکام دهنده ي فولادي پوشش کاري شده، با افزايش درصد وزني الياف فولادي، دانسيته افزايش يافته و انعطاف پذيري کاهش مي يابد و سختي کامپوزيت با 9 درصد وزني الياف فولادي، اندکي بيش از 5/2 برابر سختي آلومينيوم خالص تجارتي مي باشد. استحکام اين کامپوزيت ها نيز در 6 درصد وزني الياف فولادي، به بيشترين مقدار خود مي رسد و سپس دوباره کاهش مي يابد. توزيع الياف در زمينه نيز در اين کامپوزيت ها تا حدود بسيار زيادي يکنواخت مي باشد. در کامپوزيت هاي با زمينه ي آلومينيوم خالص و با الياف تقويت کننده ي فولادي بدون پوشش، خواص فيزيکي و مکانيکي بينابين خواص آلومينيوم خالص و کامپوزيت هاي با الياف تقويت کننده ي فولادي پوشش کاري شده مي باشد و توزيع الياف در زمينه نيز غير يکنواخت مي باشد. در کامپوزيت هاي با زمينه ي Al-4.5%Cu نيز خواص مکانيکي به جاي بهبود دچار تنزل شده اند. بر اساس نتايج اين پژوهش درکاربردهايي که سختي، استحکام يا مقاومت به سايش بالا مد نظر باشد، استفاده از کامپوزيت ها ي با زمينه آلومينيوم خالص و حاوي درصد وزني مناسب الياف فولادي پوشش کاري شده با پوشش نيکل- فسفر، منطقي و داراي توجيه اقتصادي مي باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی