بهبود خواص سایشی و ریزساختاری آلیاژ پیستون با استفاده از ذرات تقویت کننده ZrO2

آلیاژهای Al-Si معمولا در تولید قطعات خودرو از جمله پیستون و سیلندر استفاده می شوند. اگرچه این آلیاژ ویژگی های مطلوبی را برای استفاده در خودرو ارایه می دهد، اما چندین ویژگی ریزساختاری مانند وجود سیلیسیوم های سوزنی شکل یا دندریت ها، عملکرد قطعات تولیدشده را مختل می کند. در این مطالعه، از ذرات تقویت کننده ZrO2برای تولید کامپوزیت های زمینه فلزی به وسیله فرآیند اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. ابتدا ویژگی های ریزساختاری ناحیه اغتشاشی (SZ) نمونه های تولیدشده با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرایند اصطکاکی اغتشاشی ویژگی های ریزساختاری فلز پایه ازجمله اندازه ذرات سیلیسیومی و توزیع این ذرات در فلز پایه را بهبود می بخشد. سپس توزیع ذرات و کیفیت پیوند بین ذرات تقویت کننده ZrO2 و آلومینیوم با استفاده از SEM مورد بررسی قرار گرفت. سپس برای تعیین خواص مکانیکی و سایش کامپوزیت ها، آزمون های سختی و سایش انجام شد. آزمایش های سایش پین بر دیسک با سرعت های 1 متر بر ثانیه و 2 متر بر ثانیه و بارهای اعمالی 5 نیوتن، 10 نیوتن و 20 نیوتن انجام شد. نتایج آزمون سایش نشان داد که مقاومت به سایش کامپوزیت تولیدشده در مقایسه با آلیاژ پایه حدود 172 درصد بهبود یافته است.