Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Mohmmad ali Golozar,Kaivan Raissi
احمد ساعت چی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Emami kolli
مسعود امامی کلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
In the present study the effect of welding processing parameters on the corrosion and environment-assisted cracking (EAC) of 6061 aluminum alloy joints, produced by Friction Stir Welding, was studied. Different samples produced by employing rotating speeds of 630, 1000 and 1250, welding speeds of 40, 80 and 125 mm/mi and shoulder diameter of 15,18 and 21 millimeter were used. The microstructural analysis was carried out by optical microscope. The fracture surfaces of the tested specimens were examined using optical and scanning electron microscopes. using polarization tests, corrosion behavior of specimens, were studied in 3.5% NaCl aqueous solution. The polarization tests were conducted at a scan rate of 1 mV/s, using the SCE as reference and platinum as counter electrode. Corrosion rate was also determined by immersion test method, in the solution of 3.5% NaCl. EAC behavior was investigated in acidic chloride solutions, using a slow strain rate testing technique. The resistance to EAC was determined by to the percent change in tensile elongation while exposured to solution with respect to the reference environment (air). results indicated that the rotation speed (in fixed shoulder diameter and travel speed) has a major influence on corrosion rate. This is attributed to the breaking down and dissolution of the second phase particles due to the heat generation and mechanical work during stirring. Localized galvanic cells formed between the Al matrix and the second phase particles are believed to be the main reason for corrosion of FSW alloy. Dissolution of the precipitates decrease the sites for galvanic coupling and hence increase the corrosion resistance. Regarding the shoulder diameters, 18 millimeter showed the most corrosion resistance and the most noble corrosion potential. Slow rotation speed with high travel speed and high rotation speed with slow travel speed deteriorated corrosion behavior. The former condition produces coarse particles, because low heat input and low mechanical stir, while in the latter condition excessive heat input and turbulent stir produce the same particles. EAC was observed in samples welded using these parameters. EAC susceptibility is believed to be based on hydrogen embrittlement. It was demonstrated that stress corrosion cracks occur only locally in the boundary region between the dynamically recrystallized zone (DXZ) and the thermomechanically affected zone (TMAZ) regions. Results indicated that participation of low strength properties and high electrochemical activity are the main reason for EAC. Hydrogen is produced by surface corrosion reactions and part of it is absorbed in atomic form into the material, accelerating this process by localized strain produced. Results of fractographic analysis of tensile specimens indicated a quasicleavage (embrittled) zone, appearing between intergranular corrosion and ductile uncorroded area. This observation is consistent with the existence of a hydrogen affected zone, which degrades the ductility of the material. Keywords: corrosion, stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement, slow strain rate test, AA6061-T6, friction stir welding.
در این تحقیق تاثیر متغیرهای جوشکاری روی خواص خوردگی و شکست ناشی از محیط آلیاژ آلومینیم 6061 جوشکاری شده توسط روش اصطکاکی-اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه‌های مختلف تحت متغیرهای سرعت دوران 630، 1000 و 1250 دور بر دقیقه و سرعت خطی 40، 80 و 125 میلی‌متر بر دقیقه و قطر شانه ابزار 18،15و21 میلی‌متر تهیه شد. بررسی ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری و مقطع شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. جهت بررسی رفتار خوردگی، آزمون پلاریزاسیون در محلول کلرید سدیم 5/3 درصد انجام شد. برای تعیین میزان خوردگی، آزمون غوطه وری در محلول 5/3 درصد کلرید سدیم انجام شد. شکست ناشی از محیط به وسیله آزمون کشش با نرخ کرنش آهسته و در محلول اسیدی بررسی و مقاومت به ترک ناشی از حساسیت به محیط به وسیله درصد تغییر کرنش در محیط نسبت به محیط مرجع(هوا) بیان شد. نتایج نشان داد در سرعت خطی و قطر شانه ثابت، تغییرسرعت دوران بیشترین تاثیر را روی خواص خوردگی دارد که این تاثیر مربوط به خرد شدن و انحلال ذرات فاز ثانویه در اثر دریافت کار مکانیکی و حرارت اصطکاکی است. این ذرات با تشکیل پیل‌های گالوانیکی با زمینه مهم ترین عامل خوردگی در آلیاژ هستند که با انحلال و توزیع پراکنده آن‌ها مقاومت به خوردگی بهبود می‌یابد. مقاومت به خوردگی در سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه حالت بیشینه دارد و در سرعت بالاتر مقدلر کمی افت نشان می‌دهد که به دلیل ورود حرارت بیش از حد به قطعه است. بین قطر‌های شانه، قطر 18 میلی‌متر بهترین مقاومت خوردگی را دارا است. در تمام شرایط جوشکاری مقدار پتانسیل خوردگی در مقایسه با فلز پایه نجیبت‌تر هستند. همراهی سرعت دوران کم با سرعت خطی زیاد و سرعت دوران زیاد با سرعت خطی کم موجب تضعیف مقاومت به خوردگی و مقاوت به شکست ناشی از حساسیت به محیط می‌شود. در مورد اول به علت حرارت ورودی کم و کار مکانیکی پایین و در مورد دوم به علت حرارت ورودی بیش از حد و ایجاد تلاطم، ذرات خشن فاز ثانویه تولید می‌شود. حساسیت به محیط در نمونه‌هایی رخ داد که با این متغیرها جوشکاری شدند. این حساسیت از نوع تردی هیدروژنی است. نتایج نشان داد که ترک ناشی از محیط درست در مرز بین منطقه دکمه جوش و ناحیه تحت تاثیر تروموکانیکی رخ داد. ساختار به شدت تغییر شکل یافته به همراه فعالیت الکتروشیمیایی بالا در این ناحیه دلیل این پدیده است. هیدروژن در اثر واکنش خوردگی تولید و بخشی از آن به شکل اتمی وارد ماده می‌شود. کرنش ناشی از کشش در این ناحیه موجب تسریع این فر‌ایند می‌شود. نتایج شکست نگاری وجود یک ناحیه شبه تورقی (ترد) را بین منطقه خوردگی بین دانه ای و زمینه خورده نشده نشان داد که این موضوع به علت وجود ناحیه متاثر از هیدروژن است که افت در نرمی ماده را در پی دارد. کلمات کلیدی: خوردگی، شکست ناشی از خوردگی تنشی، تردی هیدروژنی، آزمون کشش با نرخ کرنش آهسته، آلیاژ آلومینیم 6061، جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی