مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

امکان‌سنجی تولید میله‌های کامپوزیتی آلیاژ منیزیم AM60 تقویت‌شده با میکروذرات SiC به روش اکستروژن اصطکاکی اغتشاشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دپارتمان مهندسی مکانیک- دانشگاه فنی و حرفه ای استان تهران - ایران
2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، تبریز، ایران
3 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، تبریز، ایران
10.22034/ijme.2026.595699.2216
چکیده
در این پژوهش، امکان‌سنجی تولید میله‌های کامپوزیتی آلیاژ منیزیم AM60 تقویت‌شده با میکروذرات کاربید سیلیسیم (SiC) به روش اکستروژن اصطکاکی اغتشاشی (FSE) ارزیابی شد. براده‌های بازیافتی آلیاژ AM60 با درصدهای وزنی 5/0، 75/0 و ۳ درصد SiC مخلوط و به روش پرس سرد به بیلت تبدیل شدند. فرایند اکستروژن با سرعت دورانی ۱۶۰۰ دور بر دقیقه و سرعت پیشروی ۸ میلی‌متر بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه حاوی 75/0 درصد SiC بیشترین استحکام کششی نهایی را با مقدار 163 مگاپاسکال دارد که نسبت به نمونه خالص (143 مگاپاسکال) افزایشی حدود 14 درصدی را نشان می‌دهد. سختی این نمونه نیز به 83 ویکرز رسید که نسبت به نمونه خالص (56 ویکرز) حدود 48 درصد افزایش یافت. نمونه حاوی ۳ درصد وزنی SiC کاهش استحکام و سختی را نشان داد که می‌تواند با ایجاد نواحی غنی از ذرات و افزایش احتمال تجمع ذرات مرتبط باشد. بررسی کیفی تصاویر SEM نشان داد که ذرات در نمونه‌های حاوی 5/0، 75/0 درصد وزنی SiC در میدان‌های بررسی‌شده پراکندگی نسبتاً همگنی دارند، در حالی که در نمونه ۳ درصد وزنی، نواحی با تراکم بالاتر ذرات مشاهده شد. همچنین مشخص شد که جنس سنبه از نوع H13 با زاویه پیشانی مناسب نسبت به فولاد HSS عملکرد بهتری دارد. بهینه‌ترین نمونه، کامپوزیت AM60 حاوی 75/0 درصد وزنی SiC بود. بررسی شکست‌نگاری نشان داد که آلیاژ خالص AM60 شکست ترد دارد، اما افزودنSiC تا 75/0 درصد باعث تغییر ویژگی‌های موضعی سطح شکست و ایجاد حفره‌های عمیق‌تر می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Feasibility of producing AM60 magnesium alloy composite rods reinforced with SiC microparticles via friction stir extrusion

نویسندگان English

Elyas Haddadi 1
Hossein Jafarzadeh 2
Naser Aghamohamadpour 3
1 Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Ta.C., Islamic Azad University, Tabriz branch, Tabriz, Iran
3 Islamic Azad University, Tabriz Branch, Tabriz, Iran
چکیده English

This study investigates the feasibility of producing AM60 magnesium alloy composite rods reinforced with silicon carbide (SiC) microparticles via friction stir extrusion (FSE). Recycled AM60 chips were mixed with 0.5, 0.75, and 3 wt.% SiC microparticles and cold-pressed into billets. The extrusion process was conducted at a rotational speed of 1600 rpm and a feed rate of 8 mm/min. The results showed that the sample containing 0.75 wt.% SiC exhibited the highest ultimate tensile strength of 163 MPa, representing a 14% increase compared to the pure sample (143 MPa). The hardness of this sample reached 83 HV, a 48% increase over the pure sample (56 HV). The sample containing 3 wt.% SiC exhibited reduced strength and hardness, which may be associated with the formation of particle-rich regions and an increased tendency for particle clustering. Qualitative examination of the SEM images indicated a relatively homogeneous particle distribution in the examined fields of the 0.5 and 0.75 wt.% SiC samples, whereas regions with higher particle concentration were observed in the 3 wt.% SiC sample. Furthermore, it was found that an H13 steel punch with a suitable forehead angle performed better than HSS steel. The optimum composite was AM60 containing 0.75 wt.% SiC. Fractography revealed that pure AM60 exhibits brittle fracture, while adding SiC particles up to 0.75% changes the local fracture surface characteristics with deeper voids.

کلیدواژه‌ها English

Friction stir extrusion
Magnesium alloy
Silicon carbide
Composite rod
Microparticles

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 26 مهر 1405