فرشاد اکبری پناه

در این پژوهش، 1.5 % حجمی از نانو ذرات SiC از طریق روش ریخته گری گردابی به آلیاژ منیزیم AZ31 افزوده شد. سپس شمش های ریختگی در دمای 400 °C با نسبت اکستروژن 3.78 اکسترود شدند. پس از اکستروژن، مواد برای 2، 4، 6 و 8 عبور در معرض فرآیند فورج چند جهته در دمای 320°C قرار گرفتند. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی مواد اکسترود و MDF شده از آزمون های سنبه برشی (SPT) و میکروسختی ویکرز استفاده شد. نتایج به دست آمده از این آزمون ها نشان دادند که نانو ذرات سرامیکی سخت، باعث بهبود استحکام برشی و سختی آلیاژ زمینه شده اند. مقادیر استحکام برشی تسلیم، استحکام برشی نهایی و سختی آلیاژ اکسترود شده به ترتیب 86.70MPa، 119.43MPa و 52.55HV به دست آمدند، درحالی که در نانو کامپوزیت AZ31/SiCp اکسترود شده، این مقادیر به ترتیب 9.91%، 5.48% و 13.99% افزایش یافتند. همچنین ملاحظه شد که نانو کامپوزیت های فرآوری شده با فرآیند فورج چند جهته، خواص مکانیکی بهتری نسبت به مواد MDF نشده ارائه می دهند. نتایج مشخص کردند که پس از دو عبور اول، بهبود قابل توجهی در خواص مکانیکی نانوکامپوزیت پدید آمده است، به طوری که استحکام برشی تسلیم، استحکام برشی نهایی و سختی نسبت به حالت اکسترود شده، به ترتیب 27.12%، 17.95% و 16.03% افزایش یافته اند. خواص مکانیکی، طی عبورهای بعدی، به صورت تناوبی، با کاهش و افزایش همراه بودند. مشاهدات ریزساختاری نیز نشان داد که روند تغییرات متوسط اندازه دانه، طی افزایش عبورهای MDF، تناوبی بوده است. پس از عبور دوم، دانه ها نسبت به حالت اکسترود، ریزتر شدند و در دو عبور بعدی، اندازه آن ها افزایش یافت. از عبور چهارم تا عبور ششم، اندازه دانه ها کاهش پیدا کرد و کمترین اندازه دانه در این حالت به دست آمد، درحالی که در دو عبور آخر، دانه ها کمی رشد کردند. باوجود ساختار ریزتر و همگن تری که در عبورهای ششم و هشتم ایجاد شد، اما بهترین خواص مکانیکی در عبور دوم حاصل گردید و این یعنی، افزون بر تغییرات ریزساختاری، تحولات ایجادشده در بافت ماده طی فرآیند MDF نیز، خواص مکانیکی را تحت تأثیر قرار داده است.