بررسی تجربی متغیرهای موثر در تولید و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیم- برنج

در این تحقیق از روش ریخته گری گریز از مرکز برای تولید کامپوزیت دوفلزی آلومینیم- برنج استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی عبارتند از چهار دمای پیش گرم (100، 200، 300 و 400 درجه ی سانتی گراد)، سه دور متفاوت (800، 1600 و 2000 دور بر دقیقه) و دو نسبت حجمی (5/1 و 5/2) است. میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنجی پراش پرتو ایکس (EDS) و آنالیز پراش اشعه ی ایکس (XRD) برای مشاهده ی ریزساختار و شناسایی فازها مورد استفاده قرار گرفت. آزمایشات مکانیکی، بر اساس الگوی چالمرز، و بررسی سطح شکست روی تعدادی از نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد، فصل مشترک حاصله دارای سه ناحیه ی مجزا است. به ترتیب و از سمت برنج، منطقه ی 1 لایه ی نفوذی (Al3Cu5Zn4- Al3Cu3Zn)، منطقه ی 2 رسوبات Al3Cu توزیع شده در زمینه Al11Zn، و در نهایت منطقه ی 3 ساختار یوتکتیک غیرعادی (α-Al/Al3Cu) شناسایی شد. نتایج آزمون فشار (تست چالمرز) نشان داد با افزایش ضخامت فصل مشترک، شکنندگی آن افزایش یافته و تنش کم تری را تا گسیختگی تحمل کند. سطح شکست فصل مشترک حاوی هر دو نوع شکست ترد و نرم است. به نظر می رسد شکست ترد متعلق به رسوبات Al3Cu و شکست نرم ناشی از ساختار یوتکتیک غیرعادی α-Al/Al3Cu است.