بهبود خواص مکانیکی آلیاژ غنی از منگنز Al-4Ni-4Mn با افزایش سرعت انجماد و فرآوری اصطکاکی اغتشاشی

آلیاژهای هیپویوتکتیک Al-Ni به سبب قابلیت ریخته گری عالی و استحکام ویژه بسیار مناسب، به ویژه در دماهای بالا، کاربرد گسترده ای در صنایع خودروسازی و هوا فضا دارند. افزودن منگنز به ترکیب این آلیاژها موجب تشکیل رسوبات جدید غنی از منگنز شده و تاثیری مثبت بر استحکام و سختی آنها به خصوص در دماهای بالا دارد. با این حال در غلظت های بیش از حدود 2% وزنی، ابعاد و کسر حجمی رسوبات غنی از منگنز افزایش یافته و موجب افت خواص مکانیکی به ویژه انعطاف پذیری و چقرمگی آلیاژ می شود. بر این اساس در تحقیق حاضر سعی شده است با افزایش سرعت انجماد و فرآوری اصطکاکی اغتشاشی، اثرات منفی افزایش غلظت منگنز بر خواص کششی آلیاژهای هیپویوتکتیک Al-Ni کنترل شود. بدین منظور نمونه های تهیه شده از آلیاژ غنی از منگنز Al-4Ni-4Mn، منجمد شده تحت دو سرعت 3/5 و  °C/s 10/5، تحت عملیات فرآوری اصطکاکی اغتشاشی (rpm 1600 و mm/min 12) قرار گرفتند. نتایج حاصل از مطالعات ریزساختاری و آنالیز تصویری حاکی از کاهش قابل ملاحظه ی ابعاد و توزیع یکنواخت ذرات بین فلزی غنی از منگنز (و نیکل) در زمینه، کاهش شدید اندازه دانه ها و حذف عیوب ریختگی شامل تخلخل های گازی و انقباضی و لایه های اکسیدی دوگانه محبوس شده است. بررسی تاثیر مشترک افزایش سرعت انجماد و فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بر خواص مکانیکی آلیاژ حاکی از آن است که استحکام کششی، استحکام تسلیم، درصد ازدیاد طول، چقرمگی و سختی میکروسکپی آلیاژ به ترتیب حدود 63، 55، 123، 188 و58 % بهبود می یابند.