اثر استفاده همزمان از نانوذرات دی اکسید سیلیسیوم و عملیات حرارتی بر عمر خستگی پرچرخه خمشی در آلیاژ آلومینیوم پیستون

آلیاژهای آلومینیوم- سیلیسیوم کاربردهای بسیاری در قطعات خودرو همچون پیستون دارند. معمولا این گونه قطعات، تحت بارهای سیکلی مکانیکی و حرارتی قرار دارند و لذا باید استحکام خستگی کافی را در مقابل این بارگذاری ها داشته باشند. از روش های استحکام بخشی به مواد، اجرای عملیات حرارتی و افزودن نانوذرات است. در این پژوهش، اثر استفاده همزمان از نانوذرات دی اکسید سیلیسیوم و عملیات حرارتی بر عمر خستگی پرچرخه خمشی آلیاژ پیستون بررسی شده است که نوآوری این تحقیق است. از روش ریخته گری گردابی برای اضافه کردن نانوذرات به زمینه آلومینیومی استفاده شد و فرآیند عملیات حرارتی T6 بر روی نمونه ها اجرا شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، بررسی شد و آزمون خستگی پرچرخه خمشی نیز بر روی نمونه های استاندارد، در شرایط بارگذاری کاملا معکوس شونده، اجرا شد. با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، نواحی تجمع و بهم پیوستگی نانوذرات در زمینه مشاهده نشد. همچنین، مشاهده شد که استفاده از نانوذرات دی اکسید سیلیسیوم، عملیات حرارتی T6 و استفاده همزمان از این دو فرآیند، باعث بهبود عمر خستگی به ترتیب به مقدار 304، 411 و 237% شد. مطابق با داده های آزمون خستگی پرچرخه خمشی، ضریب استحکام خستگی آلیاژ پیستون، با عملیات حرارتی و اضافه نمودن نانوذرات، افزایش یافت.