شماره ركورد
34352
پديد آورنده
محدثه دادشاهي
عنوان
تاثير عمليات حرارتي پس از جوشكاري به روش اصطكاكي همزني بر تغييرات ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ CuZn39Pb2
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/29
استاد راهنما
دكتر عليرضا ايواني
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژِي
چكيده
هدف از اين پژوهش بررسي اثر عمليات حرارتي پس از جوشكاري اصطكاكي همزني بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ CuZn39Pb2 است. در اين راستا، نمونههاي جوشكاريشده تحت عمليات حرارتي مختلف در دماهاي 250، 300، 450، 500، 600 و 650 درجۀ سانتيگراد قرار گرفتند. پس از آن آزمايش كشش با نرخ 1 ميليمتر بر دقيقه (عمود بر مسير جوش) انجام شد. بررسي ريزساختار اتصال و سطح شكست با استفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي انجام گرفت. همچنين، با استفاده از آزمايش پراش اشعۀ ايكس فازهاي تشكيل شده شناسايي و مقادير تنش پسماند محاسبه شد. نتايج حاصل نشان داد؛ كه در طول جوشكاري اصطكاكي همزني ناحيۀ جوش از دانههاي ريز تبلور مجدد يافته تشكيل شده است كه با افزايش دماي عمليات حرارتي با رشد دانه همراه است. بطوريكه اندازۀ فاز آلفا در نمونۀ جوشكاري شده 06/8 ميكرومتر و عمليات حرارتي شده در دماي 650 درجۀ سانتيگراد 25/10 ميكرومتر است. همچنين، با افزايش دماي عمليات حرارتي تا 650 درجۀ سانتيگراد بر كسر حجمي فاز بتاپرايم افزوده شده و مقدار آن از 4/38 به 5/48 درصد رسيد. با حذف پيك مربوط به فاز آلفا در آزمايش پراش اشعۀ ايكس نيز كاسته شدنئ كسر حجمي فاز آلفا تاييد شد. بررسيهاي مكانيكي نشان داده كه با افزايش دماي عمليات حرارتي، استحكام كششي كاهش (از 410 مگاپاسكال در نمونۀ جوشكاريشده به 320 مگاپاسكال در دماي عمليات حرارتي 650 درجۀ سانتيگراد) و ازدياد طول افزايش يافته است. همچنين، بررسي مقادير تنش پسماند نيز نشان داد كه با افزايش دماي عمليات حرارتي تنش پسماند در نمونۀ جوشكاري شده از 50+ به 14+ كاهش يافت. آزمايش سختي نيز كاهش سختي با افزايش دماي آنيل را نشان داد كه ناشي از رشد دانه بود بطوريكه متوسط سختي نمونۀ جوشكاري شده 135 ويكرز و نمونۀ عمليات حرارتي شده در دماي 650 درجۀ سانتيگراد 116 ويكرز بود. بررسي سطح شكست نيز نشان داد كه شكست در نمونۀ عمليات حرارتي نشده غالباً ترد است. اما با افزايش دماي عمليات حرارتي از تردي سطح شكست كاسته شد و مقدار ريزحفرات در مقطع اتصال افزايش يافت كه نشان دهنده شكست نرم است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/17
عنوان به انگليسي
Investigation of the Effect of Post Weld Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical properties of Friction Stir Welded CuZn39Pb2 alloy
تاريخ بهره برداري
10/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محدثه دادشاهي
چكيده به لاتين
The aim of this study is to investigate the effect of post-weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties of the CuZn39Pb2 alloy welded by friction stir welding (FSW). For this purpose, the welded specimens were subjected to various heat treatment temperatures of 250, 300, 450, 500, 600, and 650 °C. Subsequently, tensile tests were performed at a crosshead speed of 1 mm/min perpendicular to the welding direction. The microstructure of the joint and the fracture surface were examined using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). In addition, the phases formed were identified and residual stress values were calculated using X-ray diffraction (XRD). The results showed that during friction stir welding, the weld zone consisted of fine dynamically recrystallized grains, which exhibited grain growth with increasing heat treatment temperature. Accordingly, the size of the α phase increased from 8.06 µm in the as-welded sample to 10.25 µm in the sample heat-treated at 650 °C. Moreover, increasing the heat treatment temperature up to 650 °C led to an increase in the volume fraction of the β′ phase from 38.4% to 48.5%. The reduction in the volume fraction of the α phase was further confirmed by the disappearance of the corresponding α-phase peak in the XRD patterns. Mechanical investigations indicated that increasing the heat treatment temperature resulted in a decrease in tensile strength and an increase in elongation. Residual stress analysis also showed that with increasing heat treatment temperature, the residual stress in the welded sample decreased from +50 MPa to +14 MPa. Hardness testing revealed a reduction in hardness with increasing annealing temperature due to grain growth, such that the average hardness of the as-welded sample was 135 HV, while that of the sample heat-treated at 650 °C was 116 HV. Fracture surface analysis demonstrated that fracture in the non–heat-treated sample was predominantly brittle. However, with increasing heat treatment temperature, the brittleness of the fracture surface decreased, and the number of dimples in the joint cross-section increased, indicating a transition to ductile fracture behavior.
كليدواژه هاي فارسي
جوشكاري اصطكاكي همزني , جوشكاري برنج , جوشكاري اصطكاكي برنج , تنش پسماند , ريزساختار , ريزساختار
كليدواژه هاي لاتين
Friction Stir Welding , Brass Welding , Friction Welding of Brass , Residual Stress , Microstructure , Mechanical Properties
Author
Mohadeseh Dadshahi
SuperVisor
Ali Reza Eivani