عبدالواحد کمی

بررسی ریز ساختار و خواص سایشی قطعات کامپوزیتی فولاد ضد زنگ 316L-نانولوله‌های کربنی تولید شده به روش متالورژی پودر (لینک ایرانداک)

چکیده:

کامپوزیت‌ها از مخلوط شدن فیزیکی حداقل دو ماده یا بیشتر ساخته می‌شوند. در این پژوهش با اضافه کردن درصدهای وزنی مشخص نانولوله‌های کربنی که خود به علت نانو ساختار بودن و استحکام پیوندی بین اتم‌های کربن، دارای مقاومت کششی و رسانندگی گرمایی بالایی هستند، به فولاد ضد زنگ 316L، به تولید کامپوزیت به روش متالورژی پودر (مخلوط کردن پودر‌ها، پرس سرد، تف‌جوشی) پرداخته، و سپس از لحاظ میکرو‌ ساختاری و خواصی نظیر مقاومت به سایش و سختی مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر اضافه شده نانولوله‌ کربنی به ماده زمینه از 0 تا 2 درصد وزنی می‌باشد. فرآیند با مخلوط کردن پودر فولاد ضد زنگ 316L و نانولوله کربنی در شرایط اختلاط به مدت زمان 1 ساعت و سرعت Rpm 250 و نسبت گلوله به پودر‌های مختلف 5، 10 و 15 و همچنین تحت اتمسفر آرگون شروع شد و سپس پودر مخلوط شده درون قالب مخصوص، پرس سرد و سپس به کوره منتقل شد. عملیات تف‌جوشی در شرایط دمای °c 1230و تحت اتمسفر آرگون به مدت زمان 3 ساعت انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که هرچقدر میزان درصد نانولوله کربنی در ساختار کامپوزیت، از 5/0 تا 2 درصد افزایش داده شود، سختی افزایش می‌یابد و در نمونه 2 درصد نانولوله کربنی میزان سختی نسبت به نمونه استیل 316L تقریبا 30 درصد افزایش را نشان داد. نسبت گلوله به پودر 5، در فرآیند مخلوط‌سازی مکانیکی بهترین نتیجه را در افزایش سختی نمونه‌ها نشان داد و نسبت به حالت نسبت گلوله به پودر 10 تقریبا 11درصد سختی را بیشتر افزایش داده ‌است و همچنین حضور نانولوله در ساختار کامپوزیت باعث افزایش مقاومت سایشی شده ‌است، به طوری که در نمونه‌های کامپوزیتی هرچقدر میزان نانولوله تا 2 درصد بیشتر شد، تا 66 درصد میزان مقاومت سایشی (کم شدن کاهش وزن نمونه) نیز بیشتر شد. میزان ضریب اصطکاک در نمونه با 5/0 درصد نانولوله کربنی در مقایسه با 0 درصد نانولوله کربنی کاهش یافت، اما با افزایش درصد نانولوله این روند برعکس شد و موجب افزایش ضریب اصطکاک نسبت به زمینه فولادی اصلی شد.