یکی از روش های نوین در تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی روش جوشکاری انفجاری می باشد. جوشکاری انفجاری یک فرآیند حالت جامد است که در آن از انرژی انفجار برای اتصال دو یا چند ماده با هم تحت فشار بالا استفاده می شود. در این تحقیق, صفحات آلومینیوم 1050 به روش جوشکاری انفجاری با الیاف فولادی تقویت شده اند. الیاف فولادی در چیدمان بین دو صفحه آلومینیومی قرار گرفته و با انجام فرآیند جوشکاری انفجاری اتصال صفحات و الیاف تقویت کننده ایجاد گردید. عوامل مختلفی بر روی اتصال قابل قبول تاثیر دارد. در این مقاله با استفاده از رسم پنجره جوشکاری پارامترهای مناسب فرآیند تعیین شده و چیدمان فرآیند جوشکاری انفجاری طراحی گردید. قطعات تولید شده با استفاده از این فرآیند مورد بررسی توسط میکروسکوپ نوری قرار گرفتند نتایج نشان داد با استفاده از این فرآیند می توان آلیاژهای مختلف آلومینیوم با تقویت کننده فولادی تهیه نمود.

هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند. هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند.

در این مقاله، اثرات تغییر چهار پارامتر مختلف ورودی مانند سرعت برشی، نرخ پیشروی، نیروی پیشروی در راستای Z و نیرو در راستای Y بر خروجی سایش ابزار در فرآیند ماشین کاری کامپوزیت زمینه فلزی آلومینیومی بررسی شده است. به منظور بررسی عددی میزان تاثیر هر پارامتر بر خروجی فرآیند ماشین کاری کامپوزیت مورد نظر از فرآیند تحلیل حساسیت ای-فست استفاده شده است. روش ای-فست دارای سرعت بالایی در آنالیز کمی و کیفی داده ها می باشد. پس از انجام تحلیل حساسیت مشاهده شد که با افزایش نیروی پیشروی در راستای X میزان سایش ابزار با شیب زیادی افزایش خواهد یافت. همچنین مشاهده شد که این پارامتر (نیروی پیشروی در راستای X) با میزان 88 درصد، بیشترین تاثیر بر میزان سایش ابزار را نسبت به دیگر پارامترهای ورودی دارد. پارامترهای نرخ پیشروی، نیروی پیشروی در راستای Z و سرعت برشی به ترتیب با سهم های ناچیز 8درصد، 3 درصد و 1 درصد بر سایش ابزار موثر می باشند

کامپوزیت های زمینه فلزی به دلیل دارا بودن ویژگی های ممتاز از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به سایش و. . . مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته اند. به دلیل وجود ذرات سخت و ساینده در زمینه این نوع از کامپوزیت های ماشین کاری آن ها همواره با چالش هایی رو برو بوده است. به همین دلیل مطالعه پارامترهای مؤثر در ماشین کاری این مواد بسیار مورد اهمیت می باشد. سوراخ کاری یک از متداول ترین و پرکاربردترین روش ها در صنعت می باشد. در این مطالعه، از روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی مرکب مرکزی (CCD) برای مدل سازی، بهینه سازی و تحلیل تأثیرات پارامترهای ماشین کاری استفاده شده است. برای انجام آزمایش ها از کامپوزیت زمینه آلومینیومی با آلیاژ AL356 و تقویت شده با کاربید سیلیکون به ابعاد 25 میکرومتر و ماده ی معدنی میکا به ابعاد 45 میکرومتر و همچنین مته ی کاربید به قطر 6 میلی متر استفاده شده است. مطابق با نتایج به دست آمده با افزایش سرعت دوران مته نیروهای سوراخ کاری افزایش و زبری سطح کاهش می یابد. همچنین افزایش نرخ پیشروی منجر به افزایش نیروها و زبری سطح خواهد شد. با افزایش درصد کسر حجمی ذرات تقویت کننده Sic، نیروهای سوراخ کاری و زبری سطح به ترتیب افزایش و کاهش یافتند. با تجزیه وتحلیل داده های به دست آمده از آزمایش ها بهترین ترکیب از مقادیر برای به حداقل رساندن هم زمان زبری سطح و نیروی محوری پیدا شد. بهترین ترکیب پارامترها عبارت اند از: سرعت اسپیندل 1855 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 50 میلی متر بر دور، درصد وزنی 15% SIC.

کامپوزیتهای پایه آلومینیومی به روشهای مختلفی نظیر اختلاط در حالت مایع, آلیاژسازی مکانیکی و غیره تولید می شوند. یکی از روش های نوین مورد استفاده در تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی روش جوشکاری انفجاری می باشد. جوشکاری انفجاری یک فرآیند حالت جامد است که در آن از انرژی انفجار برای اتصال دو یا چند ماده با هم تحت فشار بالا استفاده می شود. جوشکاری انفجاری روشی قابل قبول برای اتصال فلزات غیر هم جنس می باشد. در این تحقیق, صفحات آلومینیوم 1050 به روش جوشکاری انفجاری با الیاف فولادی تقویت شده اند. الیاف فولادی در چیدمان بین دو صفحه آلومینیومی قرار گرفته و با انجام فرآیند جوشکاری انفجاری اتصال صفحات و الیاف تقویت کننده ایجاد گردید. عوامل مختلفی مانند فاصله توقف, نوع و مقدار ماده منفجره, زاویه ی قرارگیری صفحات و. . . . . بر روی اتصال قابل قبول تاثیر دارد. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی و رسم پنجره جوشکاری پارامترهای مناسب فرآیند تعیین شده و چیدمان فرآیند جوشکاری انفجاری طراحی گردید. قطعات تولید شده با استفاده از این فرآیند مورد بررسی توسط میکروسکوپ نوری قرار گرفتند نتایج شبیه سازی نشان داد که با افزایش بار انفجاری در فاصله توقف ثابت سرعت برخورد و زاویه دینامیکی برخورد افزایش یافته است. نتایج متالوگرافی نشان داد که با انتخاب پارامترهای بهینه به کمک شبیه سازی و رسم پنجره جوشکاری, اتصال کامل فاز زمینه و تقویت کننده با استفاده از فرآیند جوشکاری انجام پذیرفته است و هیچ گونه حفره و منطقه ذوبی و یا ترک در فصل مشترک بین آلومینیوم و الیاف فولادی به وجود نیامده است.

در این تحقیق رفتار مقاومت به ضربه با سرعت پایین برای دو نوع از مواد رایج فلزی فولادی و آلومینیومی و دو نوع ماده کامپوزیتی زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و شیشه آنالیز گردیده و نتایج مربوط به آنالیزهای مواد فلزی و کامپوزیتی از جمله تنش ها و کرنش های فون میزس، تنش برشی ماکزیمم و انرژی کرنشی مربوط به ضربه در این مواد مقایسه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده فولاد با داشتن تنش فون میزس و برشی بالا و مقادیر کرنش فون میزس و کرنش برشی پایین دارای عملکرد بهتری نسبت به آلومینیوم و مواد کامپوزیتی بود. نمونه فولادی با تحمل مقدار 23815 مگاپاسکال دارای بیشترین تنش فون میزس و نمونه کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کربن با تحمل 4763 مگاپاسکال دارای کمترین مقدار تنش فون میزس بود. بیشترین مقدار کرنش فون میزس در نمونه کامپوزیت الیاف کربن در مقایسه با سایر نمونه های فلزی و کامپوزیتی است این افزایش به مقدار حدوداً 870% بیشتر از نمونه فولادی می باشد که این نشانگر ضعف این مواد در تحمل بارهای ضربه ای است. همچنین نمونه کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه دارای کارکرد بهتر در مقایسه با کامپوزیت های زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن است. دلیل این امر خاصیت جذب انرژی بهتر الیاف شیشه در مقایسه با الیاف کربن می باشد.

در این پژوهش، هدف تولید کامپوزیت سطحی درجای Al-Al3Ti با استفاده از پودر پیش فعال آلیاژسازی مکانیکی شده Al-Ti بر سطح آلیاژ آلومینیوم 1050 توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی بوده است. بدین منظور ابتدا پودر اولیه آلومینیوم و تیتانیوم در مدت زمان های مختلف آلیاژسازی مکانیکی شد و زمان مناسب برای دستیابی به ساختار لایه ای ظریف و یکنواخت از دو پودر آلومینیوم و تیتانیوم تعیین شد. لایه کامپوزیت سطحی، توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی در سرعت چرخش و تعداد پاس های مختلف با استفاده از پودر آسیاکاری شده مناسب تولید شد. جهت بررسی های ریزساختاری از میکروسکوپ نوری(OM) و الکترونی روبشی(SEM) مجهز به طیف سنج تفکیک انرژی(EDS) و به منظور شناسایی فازی نمونه ها از پراش پرتو ایکس(XRD) استفاده شد. به منظور بررسی امکان واکنش در پودر پیش فعال شده حین گرمایش، از آنالیز حرارتی افتراقی(DSC) استفاده شد. جهت ارزیابی خواص مکانیکی نمونه های FSP شده و فلز پایه از آزمون ریزسختی سنجی ویکرز و آزمون کشش استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از ذرات پودر آلیاژسازی مکانیکی شده Al-Ti باعث افزایش سختی به میزان 5/2 برابر و استحکام کششی به میزان 4/3 برابر نسبت به فلز پایه شد. همچنین افزایش تعداد پاس های فرایند به میزان 4 پاس، سبب بهبود واکنش تشکیل ذرات فاز Al3Ti در زمینه Al و توزیع بهتر این ذرات در زمینه شد.

کامپوزیت های زمینه آلومینیوم به علت نسبت استحکام به وزن زیاد کاربردهای وسیعی در صنایعی نظیر هوافضا، اتومبیل، الکترونیک و غیره پیدا نموده اند. در سال های اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت زمینه آلومینیوم با ذرات تقویت کنندهAl2O3-Tin  به روش آلیاژسازی مکانیکی تولید گردید. از پودر اکسید تیتانیم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد و آسیاب کاری در آتمسفر نیتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد. نتایج نشان داد در اولین مرحله از فرآیند سنتز، اکسید تیتانیم به وسیله آلومینیوم احیا می شود و در ادامه فرآیند، تیتانیم تولیدی با آلومینیوم باقیمانده و یا نیتروژن واکنش انجام می دهد. در صورتی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیم برابر 4/1 باشد، محصول سنتز پس از 10 ساعت آسیاب کاری، اکسید آلومینیوم و آلومینایدهای تیتانیم می باشد و هیچ مقدار نیترید تیتانیم تولید نمی شود. با کاهش مقدار آلومینیوم مصرفی و رسیدن به نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیم برابر 2/1 و 3/1، پس از 10 ساعت آسیاب کاری، پیک های نیترید تیتانیم در نتایج XRD نمایان می شود.