یک روش جدید برای تولید نانوکامپوزیت Al2O3 سطحی به روش اصطکاکی اغتشاشی

A novel approach for development of surface nanocomposite by friction stir processing

چکیده

یک روش جدید برای تولید نانوکامپوزیت سطح Al-10٪ Al2O3 بر روی زیرلایه Al2024 استفاده شد. این رویکرد جدید شامل اعمال پلاسما اسپری هوا بر روی پودر Al-10٪ Al2O3 برای تولید پوشش Al-10٪ Al2O3 بر روی زیرلایه بود. مواد پوشش داده شده سپس برای توزیع Al2O3 درون زیرلایه در معرض فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) قرار گرفتند. ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اندازی گیری میکروسختی و سایش مورد بررسی قرار گرفتند. به عنوان نتیجه مشخص شد که ذرات Al2O3 به طور یکنواخت داخل زیرلایه با عمق نفوذ متوسط حدود ۶۰۰ میکرومتر توزیع شده اند. نانوکامپوزیت های سطحی تولید شده به این روش پیوند عالی با زیرلایه داشتند. میکروسختی نانوکامپوزیت سطحی ۲۳۰Hv بود که بسیار بالاتر از حدود ۹۰Hv زیرلایه Al2024 بود. نانوکامپوزیت های سطحی همچنین ضریب اصطکاک و نرخ سایش کمتری نشان دادند. مشخص شد که افزودن نانوذرات Al2O3 به آلیاژ زمینه Al2024 مکانیسم سایش را تحت تأثیر قرار می دهد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

A new approach was used to produce Al–۱۰%Al2O3 surface nanocomposite on Al2024 substrate. This novel approach involved air plasma spraying of Al–۱۰%Al2O3 powder to produce Al–۱۰%Al2O3 coating on substrate. The coated material was then subjected to friction stir processing (FSP) to distribute Al2O3 particles into the substrate. Microstructure and mechanical properties of samples were investigated by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), micro-hardness and wear measurements. As a result, it was found that the Al2O3 particles were distributed uniformly inside the substrate with an average penetration depth of about 600μm. The surface nanocomposites produced in this way had excellent bonding with the substrate. The micro-hardness of the surface nanocomposite was 230 Hv, much higher than 90Hv for Al2024 substrate. The surface nanocomposites also exhibited lower friction coefficient and wear rate. It was found that the addition of Al2O3 nanoparticles to the Al2024 matrix alloy affect the mechanism of wear.