Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ashrafi,Fatallah Karimzadeh
علی اشرفی (استاد مشاور) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nastaran Naghshekesh
نسترن نقشه کش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Fabrication of Al5083/Graphen based surface nanocomposite by friction stir processing method and investigating of its properties
In the current research, Surface nanocomposite containing graphene oxide performed on the surface of 5083Al alloy was investigated by using of friction stir processing (FSP) and microstructure, mechanical and tribological properties were evaluated. For this purpose, the friction stir processing with 315 rpm rotational speed 20 mm/min linear speed 2 degrees tool angle relative to the vertical axis were performed on the base alloy. Since the application of this process caused severe grain refinement from the first pass in all samples, the number of passes was introduced as an influential parameter. After the third pass, which determines the optimal pass, the effect of reinforcement intensity on the microstructural, mechanical, and wear behaviorwere studied. For this purpose, after creating depth of 2 mm and the width of 1mm grooves on the surface of the alloy samples that contain the reinforcement particles of graphene oxide with the values of one, three, five and seven percent, friction stir process was performed and The surface nanocomposites were created. Comparison of the base metal, bare processed sample, and nanocomposite processed for three passes, showed the highest increase in hardness and ultimate tensile strength in the sample which has five percent reinforcement. In order to determine the effects of the surface properties of samples, reciprocating wear test performed on base metal and nanocomposites for three passes and their wear behavior were studied by scanning electron microscopy. The results of these investigations showed that the dominant mechanism of wear has been adhesive wear. In addition, the sample with five percent reinforcement had the highest wear resistance and the base metal sample had the lowest wear resistance. SEM images of the failed surface of the base metal and processed samples containing reinforcement particles indicated that ductile failure is occurred in all samples. Keywords: Nanocomposite, Friction Stir Processing, Graphene Oxide, Wear, Hardness, Tensile
در این تحقیق با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) نانو کامپوزیت سطحی حاوی اکسید گرافن بر سطح آلیاژ 5083Al ایجاد و تغییرات ریز ساختاری، خواص مکانیکی و رفتار سایشی آن بررسی شد. بدین منظور فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت چرخشی 315 rpm، سرعت خطی mm/ min 20 و زاویه ابزار ?2 نسبت به محور قائم روی آلیاژ پایه انجام شد. از آنجا که اعمال این فرایند سبب ریز شدن شدید دانه ها از همان پاس اول در همه نمونه ها شد لذا پارامتر تأثیر گذار در این تحقیق تعداد پاس فرایند معرفی شد که پس از مشخص کردن پاس سوم به عنوان پاس بهینه، تأثیر مقدار تقویت کننده بر خواص مکانیکی، رفتار سایشی و ریز ساختاری آن پاس بررسی شد. به این منظور پس از ایجاد شیاری به عمق mm2 و عرض mm1 بر سطح آلیاژ نمونه ها با ذره تقویت کننده اکسید گرافن با مقادیر یک، سه، پنج و هفت درصد تحت فرایند اصطکاکی اغتشاشی قرار گرفته و نانو کامپوزیت های سطحی ایجاد شدند. بررسی سختی فلز پایه و نمونه فرآوری شده سه پاس و نانو کامپوزیت های سه پاس، نشان داد که نمونه حاوی پنج درصد ذره تقویت کننده، بیشترین افزایش سختی و استحکام کششی نهایی را دارد. به منظور بررسی تأثیر فرایند بر خواص سطحی نمونه ها، آزمون سایش رفت و برگشتی برای فلز پایه و تمامی نانو کامپوزیت های سه پاس انجام و رفتار سایشی این نمونه ها با استفاده از میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتیجه این بررسی ها نشان داد، مکانیزم غالب سایش در این نمونه ها سایش چسبان بوده، ضمن اینکه بالاترین مقاومت به سایش در نمونه نانو کامپوزیت پنج درصد و کم ترین مقاومت به سایش در نمونه فلز پایه مشاهده شد. تصاویر حاصل از سطح شکست فلز پایه و نمونه های فرآوری شده حاوی ذرات تقویت کننده به وسیله SEM، نشان دهنده شکست نرم در همه نمونه ها است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی