تأثیر نوع ریخته‌گری بر ریزساختار نانوکامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی

محورهای موضوعی : نانومواد

محسن استادشعبانی ¹ , محمدرضا رحیمی‌پور ² , منصور رضوی ³ , محمد ذاکری ⁴

1 - پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
2 - پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
3 - پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
4 - پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

تاریخ دریافت : 1402/08/06 تاریخ پذیرش : 1402/08/06 تاریخ انتشار : 1402/08/01

کلید واژه: SiC, کامپوکستینگ, نانوکامپوزیت, دندریت, گلوبولار,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، از آلیاژ تجاری و پرکاربرد A356 با 7 درصد سیلیسیم و 3/0 درصد منیزیم به عنوان زمینه فلزی نانوکامپوزیت استفاده شد، همچنین نانوذرات SiC با اندازه nm 100 و دو درصد وزنی به منظور فاز دوم استفاده شده است. در این تحقیق تأثیر نیروی برشی اعمالی بر ریزساختار نانوکامپوزیت‌های ساخته شده به روش‌های ریختگی سنتی، کوبشی و کامپوکست مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدای این پژوهش تأثیر نانوذرات بر مورفولوژی بازوهای دندریتی ریختگی نیمه‌جامد که در اینجا کاملا کروی شده‌اند مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر آن بر مکانیزم‌های کوچکتر شدن دندریت‌ها توضیح داده شده است. در ادامه تأثیر نوع ریختگی در درصد حجمی فاز یوتکتیک در این نوع نانوکامپوزیت‌ها که هدف اصلی این تحقیق بوده بطور مفصل مورد بحث قرار گرفته است، نتایج نشان می‌دهد که در حالت ریخته‌گری کوبشی فاز یوتکتیک در حدود دو برابر ریختگی در حالت سنتی می‌باشد. همچنین در ریختگی در حالت نیمه‌جامد درصد فاز یوتکتیک نسبت به ریختگی در حالت سنتی بیشتر و از ریختگی در حالت کوبشی کمتر می‌باشد که دلایل آن بطور کامل در این پژوهش بحث شده است. همچنین شرایط برای بررسی در حالت تعادلی و غیرتعادلی در این نوع کامپوزیت مقایسه شده است. در نهایت درصد تخلخل در شرایط مختلف ریختگی محاسبه شده و دلایل افزایش درصد تخلخل در موارد ریخته‌گری سنتی و کوبشی نسبت به ریخته‌گری در حالت نیمه‌جامد توضیح داده شده است.

منابع و مأخذ:

• Ostad Shabani, A. Baghani, M.R. Rahimipour, M. Razavi, M. Zakeri, F. Heydari, Journal of Composite Materials, 56, 2021, 329.


• Abbas, S.J. Huang, B. Ballokova, K. Sulleiova, Tribology International, 142, 2020.


• Mazahery, M.O. Shabani, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76, 2015, 263.


• O. Shabani, F. Heydari, International Journal of Materials and Product Technology, 57, 2018, 336.


• J.Yang, P. Hua, X.F. Li, K. Chen, W. Zhou, Physics of Metals and Metallography, 120, 2019, 1126.


• Zulfia, L.T. Putriana, Materials Research Express, 6, 2019.


• Arunachalam, S.J.S. Chelladurai, Materialwissenschaft Und Werkstofftechnik, 51, 2020, 189.


• O. Shabani, F. Heydari, Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 55, 2019, 748.


• A. Kumar, H.C. Madhu, A. Pariyar, C.S. Perugu, S.V. Kailas, U. Garg, Materials Science and Engineering a-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 769, 2020, 361.


• Liu, Q. Yuan, Y. Gong, G. Xu, W. Qiao, Kovove Materialy-Metallic Materials, 58, 2020, 49.


• Logesh, P. Hariharasakthisudhan, A.A.M. Moshi, B.S. Rajan, K. Sathickbasha, Materials Research Express, 7, 2020, 111.


• O. Shabani, M.R. Rahimipour, A.A. Tofigh, P. Davami, Neural Computing and Applications, 26, 2015, 899.


• O. Shabani, M. Shamsipour, A. Mazahery, Z. Pahlevani, Transactions of the Indian Institute of Metals, 71, 2018, 2095.


• Shamsipour, Z. Pahlevani, M. Shabani, A. Mazahery, Kovove Mater, 55, 2017, 33.


• Shamsipour, Z. Pahlevani, M.O. Shabani, A. Mazahery, Applied Physics A, 122, 2016, 457.


• A. Tofigh, M.R. Rahimipour, M.O. Shabani, P. Davami, Journal of Composite Materials, 49, 2015, 1653.


• Q. Jiang, R. Wang, Q. Zhang, Z.Q. Zhang, T.S. Tu, J. Wang, Journal of Iron and Steel Research International, 27, 2020, 141.


• Kumar, R.C. Singh, R. Chaudhary, Materials Today-Proceedings, 21, 2020, 1453.


• Gopinath, M. Prince, G.R. Raghav, Materials Research Express, 7, 2020.


• E. Huang, A.E.E. Abbas, Journal of Alloys and Compounds, 817, 2020, 123.


• O. Shabani, F. Heydari, A. Khorram, Silicon, 11, 2019, 2539.


• R. Rahimipour, A.A. Tofigh, A. Mazahery, M.O. Shabani, Neural Computing and Applications, 24, 2014, 1531.


• A. Tofigh, M.O. Shabani, Ceramics International, 39, 2013, 7483.


• M. Mistry, P.P. Gohil, Composites Part B-Engineering, 161, 2019, 190.


• Nanjan, G.M. Janakiram, Advances in Materials Science and Engineering, 2019, 2019, 1


• O. Shabani, F. Heydari, A.A. Tofigh, M.R. Rahimipour, M. Razavi, A. Mazahery, Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 52, 2016, 486.


• P. Reddy, P.V. Krishna, R.N. Rao, Journal of Composite Materials, 53, 2019, 2165.


• A.R. Rozhbiany, S.R. Jalal, Advanced Composites Letters, 28, 2019, 15.


• Mazahery, M.O. Shabani, Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 50, 2014, 817.


• Maurya, S. Kumar, V. Bajpai, N.K. Maurya, Materials Testing, 62, 2020, 196.


• Mazahery, M.O. Shabani, A. Elrefaei, International Journal of Damage Mechanics, 23, 2014, 899.


• O. Shabani, A. Mazahery, Engineering with Computers, 30, 2014, 559.


• O. Shabani, A.A. Tofigh, M.R. Rahimipour, M. Razavi, A. Mazahery, Materiali in tehnologije, 48, 2014, 459.


• Nirala, S. Soren, N. Kumar, V.K. Dwivedi, D.R. Kaushal, Materials Today-Proceedings, 21, 2020, 1610.


• Nirala, S. Soren, N. Kumar, D.R. Kaushal, Materials Today-Proceedings, 21, 2020, 1432.


• S. Vidyasagar, D.B. Karunakar, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 30, 2020, 288.


• Wen, R.X. Guo, Q. Song, International Journal of Advanced Manufacturing technology, 106, 2020, 5307.


• Mazahery, M. Alizadeh, M.O. Shabani, Transactions of the Indian Institute of Metals, 65, 2012, 393.