25704

تاثير نيكل بر ريزساختار و خواص كششي و سختي كامپوزيت درجا پايه Al فرآوري شده با فرايند همزدني اصطكاكي (FSP)

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1396

1400/6/29

دكتر حميدرضا جعفريان- دكتر محمدتقي صالحي

دكتر عليرضا ايواني

مهندسي مواد و متالورژي

در اين تحقيق با افزودن پودر نيكل به زمينه آلومينيم خالص (1050)، كامپوزيت سطحي توسط فرايند همزدني اصطكاكي انجام شد. در ابتدا به كمك مراجع متنوع و هم¬چنين بر اساس طراحي آزمايش با الگوي تاگوچي سه سرعت چرخشي (rpm 750، rpm 950، rpm 1180 (W=و سه سرعت پيشروي (mm/min 40، mm/min 80، mm/min 120 (V= براي توليد نمونه بي عيب انتخاب شد. در ادامه براي بررسي اثر توزيع ذرات تقويت كننده در زمينه آلومينيمي، فرايند در تعداد پاس هاي 1و2و3 انجام شد. براي بررسي تاثير پارامترهاي مختلف بر ريزساختار از ميكروسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) استفاده شد و مشخص شد با افزايش سرعت دوراني و كاهش سرعت پيشروي، حرارت توليدي در منطقه همزده شده به شدت افزايش يافته و سبب رشد دانه ها شده و با افزايش تعداد پاس، اندازه دانه در منطقه همزدني كاهش يافت. هم چنين براي شناسائي تركيبات بين فلزي احتمالي تشكيل شده در طي فرايند نيز از طيف سنج پراش اشعه ايكس (XRD) استفاده شد و مشاهده شد تركيب بين فلزي Al3Ni در فصل مشترك آلومينيم و نيكل رشد كرده است. در ادامه براي بررسي خواص مكانيكي، نمونه هايي از ناحيه FSP شده تهيه و تحت آزمون كشش قرار گرفت و مشاهده شد كه در نمونه هايي با نسبت W/V متوسط، هرچه نسبت W/V كاهش و تعداد پاس فرايند افزايش يابد استحكام كششي بيشتر است و در بهترين حالت استحكام كششي به 150 مگاپاسكال و بيشترين درصد ازدياد طول هم به 18 درصد رسيد. با انجام آزمايش ريزسختي نيز، سختي نمونه ها بررسي شد و در بهترين حالت، سختي نمونه ها به 54 ويكرز رسيد. لازم به تذكر است كه سختي در منطقه فلز پايه 32 ويكرز بوده است.

1400/09/20

The effect of nickel on the microstructure and tensile properties and hardness of in situ Al-based composites processed by friction stir processing

9/20/2022 12:00:00 AM

The surface composite was created in this research by friction stirring nickel powder into a pure aluminum matrix (1050).Three rotational speeds (750 rpm, 950 rpm, 1180 rpm) and three linear speeds (40 mm / min, 80 mm / min, 120 mm / min) were employed for Perfect sample creation first with the help of various sources and also based on the design of the experiment with Taguchi pattern.The process was then repeated in the number of pulses of 1, 2, and 3 to study the influence of the dispersion of reinforcing particles in the aluminum matrix. The effect of different parameters on the microstructure was evaluated using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The heat created in the agitated area increased quickly with rising rotational speed and decreasing linear velocity, causing grain growth, while the grain size in the agitated area reduced with increasing the number of pulses. X-ray diffraction (XRD) spectroscopy was also employed to identify probable intermetallic compounds generated during the process, and the Al3Ni intermetallic compound was shown to have grown at the aluminum-nickel joint. After that, samples from the FSP region were produced and put through a tensile test to examine their mechanical qualities. The lower the W / V ratio and the larger the number of process passes in samples with a medium W / V ratio, the higher the tensile strength, and in the best instance, the tensile strength reached 150 MPa and the maximum elongation percentage reached 18 percent. A microhardness test was used to determine the samples' microhardness, and in the best scenario, the samples' hardness reached 54 Vickers. It's worth noting that the hardness of base metal area was 32 Vickers.

فرايند همزدني اصطكاكي (FSP) , پودر نيكل , كامپوزيت سطحي , خواص مكانيكي , ريزساختار , تقويت كننده

Friction Stir Processing (FSP) , Nickel Powder , Surface Composite , Mechanical Properties , Microstructure , Rainforcement