Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ashrafi,Fatallah Karimzadeh
علي اشرفي (استاد مشاور) فتح اله کريم 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
چکيده در اين تحقيق با استفاده از فرايند اصطکاکي اغتشاشي (FSP) نانو کامپوزيت سطحي حاوي اکسيد گرافن بر سطح آلياژ 5083Al ايجاد و تغييرات ريز ساختاري، خواص مکانيکي و رفتار سايشي آن بررسي شد. بدين منظور فرايند اصطکاکي اغتشاشي با سرعت چرخشي 315 rpm، سرعت خطي mm/ min 20 و زاويه ابزار ?2 نسبت به محور قائم روي آلياژ پايه انجام شد. از آنجا که اعمال اين فرايند سبب ريز شدن شديد دانه ها از همان پاس اول در همه نمونه ها شد لذا پارامتر تأثير گذار در اين تحقيق تعداد پاس فرايند معرفي شد که پس از مشخص کردن پاس سوم به عنوان پاس بهينه، تأثير مقدار تقويت کننده بر خواص مکانيکي، رفتار سايشي و ريز ساختاري آن پاس بررسي شد. به اين منظور پس از ايجاد شياري به عمق mm2 و عرض mm1 بر سطح آلياژ نمونه ها با ذره تقويت کننده اکسيد گرافن با مقادير يک، سه، پنج و هفت درصد تحت فرايند اصطکاکي اغتشاشي قرار گرفته و نانو کامپوزيت هاي سطحي ايجاد شدند. بررسي سختي فلز پايه و نمونه فرآوري شده سه پاس و نانو کامپوزيت هاي سه پاس، نشان داد که نمونه حاوي پنج درصد ذره تقويت کننده، بيشترين افزايش سختي و استحکام کششي نهايي را دارد. به منظور بررسي تأثير فرايند بر خواص سطحي نمونه ها، آزمون سايش رفت و برگشتي براي فلز پايه و تمامي نانو کامپوزيت هاي سه پاس انجام و رفتار سايشي اين نمونه ها با استفاده از ميکروسکوپي الکتروني روبشي (SEM) بررسي شد. نتيجه اين بررسي ها نشان داد، مکانيزم غالب سايش در اين نمونه ها سايش چسبان بوده، ضمن اينکه بالاترين مقاومت به سايش در نمونه نانو کامپوزيت پنج درصد و کم ترين مقاومت به سايش در نمونه فلز پايه مشاهده شد. تصاوير حاصل از سطح شکست فلز پايه و نمونه هاي فرآوري شده حاوي ذرات تقويت کننده به وسيله SEM، نشان دهنده شکست نرم در همه نمونه ها است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی