28465

تأثير فرايند همزن اصطكاكي بر روي ريزساختار و خواص مكانيكي ماده مركب AA1050/AA5052/Al2O3ساخته شده به روش نورد تجمعي پيوندي

كارشناسي ارشد

مهندس مواد-شناسايي و انتخاب مواد

1399

1402/4/4

حميدرضا جعفريان

اكبر حيدر زاده

مهندسي مواد

در اين تحقيق، فرايند همزن اصطكاكي با سرعت پيش‌روي ثابت ابزار و سرعت چرخش ابزار 750 و 1180 دور بر دقيقه روي ماده مركب AA1050/AA5052/Al2O3 ساخته‌شده با نورد تجمعي پيوندي انجام شد. به‌منظور بررسي تأثير متغييرهاي مختلف بر ريزساختار و خواص مكانيكي، شرايط مختلفي از جمله: سرعت چرخش ابزار، تعداد سيكل‌هاي نورد تجمعي پيوندي و افزودن ذرات تقويت‌كننده به فلز پايه براي انجام فرايند انتخاب شدند. مشخص شد كه متغييرهاي فرايند همزن اصطكاكي و نورد تجمعي پيوندي تأثير عمده‌اي بر خواص مكانيكي و ريزساختار در ناحيه‌هاي هم زده و فلز پايه دارند. حضور ذرات تقويت‌كننده آلومينا موجب بهبود خواص مكانيكي به‌جز استحكام كششي در ماده مركب نورد تجمعي پيوندي شده، و كاهش خواص مكانيكي به‌جز استحكام كششي در ناحيه هم زده شد. همچنين با تغيير در سرعت چرخش ابزار از 750 به 1180 دور بر دقيقه باتوجه‌به تفاوت كرنش و حرارت ايجاد شده در ناحيه هم زده، اندازه ميانگين دانه از 25/8 به 43/4 ميكرومتر و نرخ سايش از 10-3×4/1 به mm3/m 10-3×2/1 كاهش پيدا كرد وميانگين سختي از 73 به 79 ويكرز، و ازدياد‌ طول از 9/29 به 5/37درصد افزايش يافت. در شرايط ثابت فرايند همزن اصطكاكي، با افزايش تعداد سيكل هاي نورد تجمعي، ازدياد طول نمونه هاي همزن اصطكاكي شده در سيكل اول به 9/38 درصد، سيكل دوم به 8/47درصد و در سيكل سوم 6/56 درصد افزايش يافت. داده‌هاي به‌دست‌آمده از ريزساختار و آزمون‌هاي خواص مكانيكي نشان داد كه سرعت چرخش ابزار تأثير دوجانبه بر ريزساختار و خواص مكانيكي ناحيه هم زده دارد. به اين صورت كه با افزايش سرعت چرخش ابزار، ازدياد طول ماده افزايش يافت و استحكام كششي آن تقريبا ثابت ماند.

1402/04/10

The Effect of Friction Stir Process on Microstructure and Mechanical Properties of AA1050/AA5052/Al2O3 Composite, Produced by Accumulative Roll Bonding

6/24/2024 12:00:00 AM

In this investigation, the friction stir process was carried out with constant tool advance speed and tool rotation speed of 750 and 1180 rpm on the AA1050/AA5052/Al2O3 composite material made by accumulative roll bonding. In order to investigate the influences of different parameters on microstructure and mechanical properties, different conditions including: tool rotation speed, Number of ARB and Addition of powder were selected. It was found that FSP parameters had a major effect on the microstructure and mechanical properties in stir zone. The presence of reinforcing particles improved the mechanical properties except tensile strength in the ARBed material and Decreased mechanical properties except tensile strength in the FSPed material. Also, by changing the rotation speed of the tool from 750 to 1180 rpm due to the difference in strain and heat created in the stir zone, the average grain size decreased by from 8.25 to 4.43 micrometers, the wear rate decreased by from 1.4×10-3 to 1.2×10-3 mm3/m and average hardness increased from 73 to 79 Vickers, and elongation from 29.9 to 37.5%. In the constant conditions of the friction stir process, with the increase in the number of ARB cycles, the length of the friction stir samples increased to 38.9% in the first cycle, 47.8% in the second cycle, and 56.6% in the third cycle.The attained data of microstructure and mechanical tests showed that the tool rotation speed had bilateral effect on the mechanical properties of stir zone. In this way, by increasing the speed of tool rotation, the elongation of the material increases, and its tensile strength remains constant.

كامپوزيت زمينه فلزي، نورد تجمعي پيوندي، فرايند همزن اصطكاكي، آلومينيوم 1050، آلومينيوم 5052، مواد فوق‌ريز دانه، خواص مكانيكي، ريزساختار

Accumulative roll bonding, Friction stir welding, Metal matrix composites, Friction stir process, Ultra fine grain, microstructure, mechanical properties ,AA1050, AA5052

hamid partoyar

hamidreza jafarian