Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Ali Ashrafi
مسعود عطاپور (استاد راهنما) علي اشرفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Golmohammadi
محمد گل محمدي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

characterization of an A413/Ni/Al3ni composite fabricated via friction stire processing
In the present study, friction stir processing (FSP) was used for the incorporation of Ni particles into an A413 alloy to fabricate an A413/Ni/Al 3 Ni composite. Preliminary tests were conducted at a constant traverse speed of 20 mm/min and rotation speeds of 2000 and 1400 rpm. The microstructural evaluations were performed optical and scanning electron microscopes. After these investigations, the suitable range for the rotation speed and the traverse speed, were selected as 1250-2000 rpm and 8-80 mm/min, respectively. The design of experiments was carried out based on the 1-3? and three passes. Taguchi?s optimization method was used to achieve the maximum hardness and wear resistance (minimum weight loss values) at room temperature. The results of the optimization revealed that the optimum parameters for both hardness and weight loss were the rotation speed of 2000 rpm, the traverse speed of 8 mm/min and the tilt angle of 2°. Furthermore, the effect of the number of passes on the microstructure, microhardness and wear resistance was studied at room temperature and 250?C. Single pass, three-pass and five-pass FSP were conducted on the samples. For the evaluation of microstructures, optical microscopy and scanning electron microscope were utilized. Also, for the investigation of intermetallic formation, energy dispersive spectroscopy was used. Microstructural observations revealed that the FSP led to significant breakup of acicular Si particles and elimination of ? Al dendrites. It was found that the hardness and wear behavior of A413 cast alloy were strongly influenced by applying FSP. Also, the in situ formation of Al 3 Ni particles during FSP was a critical factor controlling the wear mechanism. Sliding wear tests revealed that the increase in the number of passes created a homogeneous distribution of Al 3 Ni intermetallic particles and thereby resulting in a significant improvement in wear resistance at both room and high temperatures. Hence, wear resistance of the five-pass sample at room and 250?C temperatures were more than twice and triple respectively than that of the base alloy. Keywords: Friction stir processing, A413 aluminum alloy, Al 3 Ni intermetallic compound, taguchi method
چکيده در پژوهش حاضر، از فرايند اصطکاکي اغتشاشي جهت تلفيق ذرات نيکل در آلياژ A413 براي ساخت کامپوزيت A413/Ni/Al 3 Ni استفاده شد. به همين منظور، دو نمونه اوليه با سرعت هاي چرخشي 1400 و 2000 دور در دقيقه، سرعت خطي 20 ميلي‌متر بر دقيقه ايجاد شده و سپس مورد ارزيابي هاي ريزساختاري به کمک تصاوير حاصل از ميکروسکوپ نوري و الکتروني قرار گرفتند. پس از ارزيابي هاي صورت گرفته، محدوده هاي مناسب سرعت چرخشي 1250-2000 دور بر دقيقه و سرعت خطي 8-80 ميلي متر بر دقيقه تعيين شد. همچنين، زاويه در محدوده 1-3 درجه و تعداد پاس نيز سه انتخاب گرديد و طراحي آزمايش صورت پذيرفت. در بخش بعد، به منظور دستيابي به بيشترين ريزسختي و مقاومت به سايش (کمترين ميزان کاهش وزن) در دماي اتاق، از بهينه سازي به روش تاگوچي استفاده گرديد. نتايج حاصل از بهينه سازي شرايط سرعت چرخشي 2000 دور در دقيقه، سرعت خطي 8 ميلي‌متر بر دقيقه و زاويه 2 درجه را به عنوان شرايط بهينه براي هر دو مشخصه ريزسختي و کاهش وزن در دماي محيط تعيين نمود. همچنين اثر پاس بر ريزساختار، ريزسختي و مقاومت به سايش نمونه ها در دماي اتاق و دماي 250 درجه سانتي‌گراد مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، نمونه هايي با تعداد پاس يک، سه و پنج، تحت شرايط بهينه ايجاد شدند. جهت ارزيابي ريزساختار اين نمونه ها، ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني به کار گرفته شد. همچنين براي بررسي تشکيل ترکيب بين فلزي از طيف نگاري تفکيک انرژي استفاده شد. مشاهدات ريزساختاري نشان داد که فرايند اصطکاکي اغتشاشي سبب خردايش ذرات سوزني شکل سيليسيم و از بين رفتن دندريت هاي ? Al شده است. نشان داده شد که سختي و رفتار سايشي آلياژ A413 به صورت چشمگيري تحت تاثير اين فرايند قرار گرفته است. همچنين، تشکيل ذرات بين فلزي Al 3 Ni به صورت درجا، به عنوان يک عامل مهم در کنترل مکانيزم سايش بود. آزمون هاي سايش نشان داد که با افزايش تعداد پاس، توزيع همگن تري از ذرات Al3Ni حاصل شده و در نتيجه مقاومت به سايش در دماي اتاق و دماي بالا به صورت چشمگيري افزايش يافت. از اين رو، مقاومت به سايش نمونه پنج پاس در دماي اتاق بيشتر از دو برابر و در دماي 250 درجه سانتي گراد سه برابر آلياژ پايه بود. کلمات کليدي: فرايند اصطکاکي اغتشاشي، آلياژ آلومينيوم A413، ترکيب بين فلزي Al 3 Ni، روش تاگوچي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی