30374

بررسي اثر افزودن نقره بر تحولات ريزساختاري و رفتار سايشي آلياژ منيزيم حاوي گادولينيم و روي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد متالورژي

1399

1402/7/29

دكتر حسن ثقفيان

دكتر حسين ثقفيان

مهندسي مواد متالورژي

در اين تحقيق تاثير افزودن نقره بر تحولات ريزساختاري و رفتار سايشي آلياژ منيزيم حاوي گادولينيم و روي مورد مطالعه قرار گرفت. اين آلياژ ها به روش ريخته گري توليد شدند و به منظور حصول اطمينان از جذب عناصر آلياژي، آناليز عنصري به روش پلاسماي جفت شده القايي بر روي قسمتي از نمونه هاي ريخته گري انجام شد. عمليات حرارتي همگن سازي در دماي ºC 500 به مدت 10 ساعت انجام شد و سپس فرآيند اكستروژن در دماي ºC 350 و با نسبت 1:12 روي نمونه ها اعمال شد. به منظور بررسي رفتار سايشي و تعيين مكانيزم هاي سايش اين آلياژها، آزمايش سايش به روش پين بر روي ديسك تحت نيرو هاي 5، 20 و N 40 در سرعت ثابت m/s 0.5 و مسافت ثابت m 1000 انجام شد. در ادامه سطوح سايش يافته، براده هاي حاصل از سايش و سطح جانبي نمونه ها به كمك تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز اشعه ايكس (EDS) مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين نمونه ها مورد آزمايش سختي سنجي قرار گرفتند و مقدار سختي آلياژ GZ31 برابر 68 برينل و سختي آلياژ حاوي نقره برابر76 برينل محاسبه شد. نتايج حاصل از آزمايش تحت نيرو هاي اعمال شده نشان داد كه آلياژ حاوي نقره نرخ سايش كمتري نسبت به آلياژ پايه دارد. هر دو آلياژ مكانيزم هاي سايش نسبتا مشابهي تحت نيرو هاي مختلف از خود نشان دادند. همچنين آزمايش پروفيل سه بعدي سطح انجام شد كه نشان داد در نيروي N 5 شيار ها و خراش هاي كوچك ديده مي شود كه مي تواند نشان دهنده ي سايش خراشي باشد، در نيروي N 20 در مسير سايش در قسمتي انباشته شدن ديده مي شود كه ممكن است نشان دهنده ي سايش خراشي باشد و لايه هاي اكسيدي شيار ها را پر كرده است بنابراين سطح تحت سايش صاف تري ظاهر شده و در نيروي N 40 شيار هاي عميق تري ظاهر شده كه از نشانه هاي سايش لايه اي مي باشد. شواهد حاصل از آزمايش هاي انجام شده نشان داد كه مكانيزم غالب در نيروي N 5 سايش خراشان، در نيروي N 20 سايش خراشان و سايش اكسيدي و در نيروي N 40 سايش اكسيدي و سايش لايه اي شدن مي باشد. نتايج نشان داد افزودن نقره باعث كاهش اندازه دانه، افزايش كسر حجمي رسوبات و تشكيل محلول جامد ميشود و در نتيجه باعث افزايش سختي و بهبود خواص سايشي مي شود.

1402/11/02

Investigation of the effect of Ag addition on microstructural evolution and wear behavior of an Mg-Gd-Zn alloy

10/20/2024 12:00:00 AM

In this research, the effect of adding Ag on microstructural changes and wear behavior of Mg alloy containing Gd and Zn was studied. These alloys were produced by casting method and in order to ensure the absorption of alloy elements, elemental analysis was performed by inductively coupled plasma method on a part of casting samples. Homogenization heat treatment was performed at 500 ºC for 10 hours and then the extrusion process was applied to the samples at 350 ºC with a ratio of 12:1. In order to investigate the wear behavior and determine the wear mechanisms of these alloys, a pin on disc test was performed under forces of 5, 20 and 40 N at a constant speed of 0.5 m/s and a constant distance of 1000 m. Next, the worn surfaces, the debris and the cross section of the samples were examined with the help of scanning electron microscope (SEM) and X-ray analysis (EDS). Also, the samples were tested for hardness and the hardness value of GZ31 alloy was calculated to be 68 HBN and the hardness of the alloy containing Ag was calculated to be 76 HBN. The results of the test under the applied forces showed that the alloy containing Ag has a lower wear rate than the base alloy. Both alloys showed relatively similar wear mechanisms under different forces. Also, a three-dimensional surface profile test was performed, which showed that slight micro-cutting grooves and scratches can be seen at force 5 N, which can indicate abrasion wear, and at force 20 N, accumulation can be seen in the wear path in a part that may indicates abrasion wear and the oxide layers have filled the grooves, so the worn surface appears smoother and deeper grooves appear in 40 N force, which is a sign of delamination wear.The evidence from the experiments showed that The dominant mechanism in force 5 N is abrasion, in force 20 N it is abrasion and oxidation, and in force 40 N it is oxidation and delamination. The results showed that the addition of Ag reduces the grain size, increases the volume fraction of precipitates and forms a solid solution, and as a result, increases the hardness and improves wear properties.

رفتار سايشي , ريزساختار , آلياژهاي منيزيم , عناصر نادر خاكي , نقره

Wear behavior , microstructure , magnesium alloys , rare earth elements , silver

maryam ahmadinoori

doctor hasan saghafian