Skip to main content
SUPERVISOR
ایمان مباشرپور (استاد مشاور) بهزاد نیرومند (استاد راهنما) منصور رضوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Batool Mirzaiy
بتول میرزائی دمابی

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
در این پژوهش کامپوزیت ریختگی آلومینیوم- کاربیدتیتانیم به روش درجا و با افزودن پودر فعال¬ تولید و مشخصه¬یابی شد. در مرحله اول مخلوط پودری کربن و تیتانیم در آسیاب گلوله¬ای سیاره¬ای پرانرژی فعال¬سازی و تاثیر نوع آسیاب و زمان آسیاکاری بر روی فعال¬سازی مخلوط پودری بررسی گردید. مخلوط پودری با نسبت وزنی تیتانیم به کربن 4 به 1 و با نسبت گلوله به پودر 40 به 1 در زمان¬های مختلف تحت آسیاکاری و آنالیز پرتو ایکس قرار گرفت. نتایج پراش پرتو ایکس نشان داد که ترکیب کاربیدتیتانیم پس از 5 ساعت آسیاکاری به طور کامل تشکیل می¬شود و شروع تشکیل آن پس از 4ساعت آسیاکاری می¬باشد. براین¬اساس زمان بهینه فعال-سازی 3ساعت تشخیص داده¬شد. نتایج DTA نشان داد با افزایش زمان آسیاکاری، دمای تشکیل کاربیدتیتانیم از دماهای بالاتر از 1000 درجه¬سانتی¬گراد به دماهای پایین¬تر از 500 درجه سانتی¬گراد کاهش یافت. در مرحله دوم مخلوط پودری فعال¬شده به مدت 3 ساعت، به مذاب آلومینیم درحال همزدن افزوده شد. در این مرحله کامپوزیت زمینه آلومینیومی با تولید درجای تقویت¬کننده کاربیدتیتانیم در مذاب و با روش ریخته¬گری گردابی ساخته¬شد. کامپوزیت¬هایی با افزودن 5/0، 1، 2 و 3 درصد وزنی پودر فعال¬شده ریخته¬گری و سپس تحت عملیات فشار گرم قرار گرفتند. نتایج XRD و ED نشان دادند کاربیدتیتانیم در مذاب تشکیل شده¬است. اعمال فشار گرم باعث کاهش درصد تخلخل نمونه¬های ریختگی و در نتیجه باعث بهبود سختی نمونه¬های کامپوزیتی شد به طور مثال سختی نمونه کامپوزیتی با 3 درصد پودر فعال¬شده از 80 به 118 برینل افزایش یافته¬است. استحکام کششی نمونه کامپوزیتی فشرده¬شده در حالت گرم با 3 درصد تقویت¬کننده 190 مگاپاسگال بدست آمد که نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی مشابه آن 50درصد افزایش یافته-است. سطح مقطع شکست نمونه¬های کامپوزیتی مخلوطی از شکست نرم و ترد را نشان می¬دهد و شکست نمونه¬های کامپوزیتی نسبت به غیرکامپوزیتی تردتر شده¬است. درصد کاهش وزن نمونه¬های ریختگی با افزایش درصد تقویت¬کننده کاهش یافت و نمونه کامپوزیتی با 1 درصد تقویت¬کننده دارای بالاترین مقاومت سایشی بود. کلمات کلیدی: کامپوزیت زمینه آلومینیم، A356-TiC، کاربیدتیتانیم، ریخته¬گری گردابی، فعال¬سازی مکانیکی، خواص مکانیکی، مقاومت¬سایشی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی