• شماره ركورد
    34512
  • پديد آورنده

    ابوالفضل مستقيم بخشايش

  • عنوان
    بررسي تأثير روان‌كاري كمينه با نانوذرات تقويت كننده بر بهبود توانايي ماشين‌كاري فولاد زنگ‌نزن GTD 450
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك - ساخت و توليد
  • سال تحصيل
    1402
  • تاريخ دفاع
    1404/10/06
  • استاد راهنما
    دكتر سيدعلي نيكنام
  • استاد مشاور
    دكتر بهنام داودي ، مهندس علي حاج علي اكبري
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    پژوهش حاضر با هدف بررسي اثرات به‌كارگيري راهبرد روان‌كاري كمينه با نانوسيال هاي اكسيد فلزي بر ارتقاي قابليت ماشين‌كاري فولاد زنگ‌نزن مارتنزيتي GTD 450، به‌عنوان يكي از مواد راهبردي در صنايع توربين‌سازي، تدوين شده است. با توجه به چالش‌هاي ذاتي ماشين‌كاري اين آلياژ نظير هدايت حرارتي پايين و استحكام بالا، توسعه روش‌هاي نوين روان‌كاري به‌منظور جايگزيني روش‌هاي سنتي ضرورتي اجتناب‌ناپذير است. در اين تحقيق تجربي، عمليات فرزكاري كف‌تراشي با بهره‌گيري از ماشين فرز پنج‌محوره CNC انجام پذيرفت. طراحي آزمايش‌ها مبتني بر روش تاگوچي سفارشي در سه بستر روان‌كاري شامل: روان‌كاري كمينه با سيال پايه، روان‌كاري كمينه با نانوسيال اكسيد آلومينيوم و روان‌كاري كمينه با نانوسيال اكسيد روي صورت گرفت. متغيرهاي ورودي شامل سرعت اسپيندل (800، 1000 و 1200 دور بر دقيقه)، نرخ پيشروي ميز (800، 1400 و 2000 ميلي‌متر بر دقيقه) و عمق برش (1، 5/1 و 2 ميلي‌متر) لحاظ گرديدند و خروجي‌هاي فرآيند شامل سايش پهلوي ابزار و زبري سطح مورد سنجش و تحليل قرار گرفتند. نتايج تجربي نشان داد كه افزودن نانوذرات به سيال برشي پايه، به دليل بهبود خواص تريبولوژيكي و افزايش ضريب انتقال حرارت در ناحيه برش، منجر به كاهش معنادار سايش ابزار و بهبود صافي سطح در مقايسه با روان‌كاري كمينه با سيال پايه مي‌گردد. يافته‌هاي اين پژوهش مؤيد آن است كه راهبرد روان‌كاري كمينه تقويت‌شده با نانوذرات، به‌ويژه نانوذرات اكسيد روي، روشي كارآمد و پايدار جهت ارتقاي بهره‌وري و كيفيت در ماشين‌كاري آلياژهاي سخت‌تراش محسوب مي‌شود. نانوسيال اكسيد روي با كاهش ميانگين 48/15 درصدي در سايش ابزار و بهبود 06/6 درصدي در زبري سطح نسبت به سيال پايه، كارآمدترين عملكرد را داشته است. تحليل‌هاي آماري بيانگر آن است كه در محدوده آزمايش‌هاي انجام‌شده، نرخ پيشروي و سرعت برشي مؤثرترين پارامترها بر متغيرهاي پاسخ هستند. در نهايت، بهينه‌سازي چندهدفه با رويكرد دستيابي به تعادل ميان كيفيت و بهره‌وري، نقطه كاركردي بهينه را در استفاده از نانوسيال اكسيد روي، سرعت اسپيندل 852 دور بر دقيقه، پيشروي 800 ميلي‌متر بر دقيقه و عمق برش 2 ميلي‌متر تعيين نمود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/11/19
  • عنوان به انگليسي
    Investigation of the Effect of Minimum Quantity Lubrication Reinforced with Nanoparticles on the Machinability Enhancement of GTD450 Stainless Steel
  • تاريخ بهره برداري
    12/27/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    ابوالفضل مستقيم بخشايش

  • چكيده به لاتين
    The present research investigates the effects of implementing a Minimum Quantity Lubrication (MQL) strategy reinforced with metal oxide nanofluids to enhance the machinability of GTD 450 martensitic stainless steel, a strategic material in the turbine industry. Given the inherent machining challenges of this alloy, such as low thermal conductivity an‎d high strength, the development of novel lubrication methods to replace traditional techniques is imperative.In this experimental study, face milling operations were conducted using a 5-axis CNC milling machine. The design of experiments (DOE) was based on a custom Taguchi method under three lubrication environments: base fluid MQL, Al2O3 nanofluid MQL, an‎d ZnO nanofluid MQL. Input variables included spindle speed (800, 1000, 1200 rpm), feed rate (800, 1400, 2000 mm/min), an‎d axial depth of cut (1, 1.5, 2 mm). Process outputs, specifically tool flank wear an‎d surface roughness, were measured an‎d analyzed.Experimental results demonstrated that the addition of nanoparticles to the base cutting fluid significantly reduced tool wear an‎d improved surface finish compared to the base fluid MQL. This improvement is attributed to the enhanced tribological properties an‎d heat transfer capacity of the nanofluid in the cutting zone. Notably, the ZnO nanofluid exhibited the most efficient performance, achieving an average reduction of 15.48% in tool wear an‎d a 6.06% improvement in surface roughness relative to the base fluid. Statistical analyses indicated that feed rate an‎d cutting speed were the most influential parameters on the response variables. Finally, multi-objective optimization aimed at balancing quality an‎d productivity determined the optimal operating point using ZnO nanofluid with a spindle speed of 852 rpm, a feed rate of 800 mm/min, an‎d a depth of cut of 2 mm.
  • كليدواژه هاي فارسي
    فولاد زنگ‌نزن GTD 450 , ماشين‌كاري , روان‌كاري كمينه , اكسيد آلومينيوم , اكسيد روي
  • كليدواژه هاي لاتين
    GTD 450 stainless steel , Machining , Minimum Quantity Lubrication , Aluminum Oxide , Zinc Oxide
  • Author
    Abolfazl Mostaghim Bakhshayesh
  • SuperVisor
    Dr. Seyed Ali Niknam
    • لينک به اين مدرک
    https://dl.iust.ac.ir/dl/search/default.aspx?Term=34512&Field=0&DTC=6