نقش باریم در تغییرات ساختاری، خواص مکانیکی و رفتار سایشی کامپوزیت Al-20Mg2Si

در این تحقیق تاثیر افزودن عنصر باریم با درصدهای مختلف 1/0، 2/0، 4/0، 6/0، 8/0 و 1% وزنی بر روی فازهای مختلف، خواص مکانیکی و مقاومت سایشی کامپوزیت Al-20Mg2Si مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن 2/0% باریم موجب بهسازی ذرات Mg2Si اولیه شد. هرچند که با افزودن بیشتر این اثر از بین رفت. ذرات Mg2Si اولیه از حالت دندریتی خشن به چند ضلعی کوچک تغییر کرد. اندازه متوسط آنها از 5/1178 میکرومتر به 1/289 میکرومتر و سطح نرمال ذرات از 1 به 7/0 کاهش یافت. نسبت ابعادی ذرات از 2/1 به 1/1 کاهش و تعداد ذرات از 9 به 41 در میلی متر مربع افزایش یافت. مکانیزم بهسازی باریم می تواند جوانه زنی غیر همگن برروی ذرات Al2Si2Ba و نیز محدود کردن رشد باشد. همچنین ساختار Mg2Si یوتکتیکی به ورقه ای ریز تبدیل شد. افزودن باریم موجب ظاهر شدن ترکیبات α-Al15Si2(Fe,Mn)3 علاوه بر β-Al5FeSi شد. هرچند که باریم تغییر خاصی در فازهای Al5Mg8Si6Cu2 و Al2Cuایجاد نکرد. ضریب کشسانی، استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و درصد افزایش طول، انرژی ضربه و سختی بترتیب بمیزان 22% ، 24% ، 30%، 20%، 33% و19% پس از افزودن 2/0% باریم افزایش یافت. بخش زیادی از سطح شکست نمونه ها از صفحات کلیواژ تشکیل شده بود که بیانگر حالت شکست ترد بود که با مقادیر کم درصد ازدیاد طول متناسب بود. بهسازی باعث کاهش نرخ سایش از 9/1 به mm3/km 2/1، کاهش ضریب اصطکاک از 58/0 به 54/0 و همچنین کاهش وزن از 1/7 به 8/4 میلی گرم برای مسافت طی شده 2000 متر شد.