Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Morteza Shamanian esfahani
مسعود عطاپور (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farhad Harati
فرهاد هراتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Fabrication of hybrid surface composite of Al7075-SiCp/MoS2 via friction stir processing and investigation of its microstructure and tribological behavior
In this study, friction stir processing was used in order to produce hybrid surface composite by means of SiC and MoS 2 reinforcement particles on substrate of 7075 aluminum alloy. At first, to produce of Al7075/SiC p surface composite was determined the optimum parameters by means of design of experiment and optimization via taguchi method. The optimum parameters to fabricate Al7075/SiC p surface composite were determined in tool rotation speed of 1600 rpm, tool traverse speed of 25 mm/min and tool tilt angle of 3 ?. According to optimum conditions, effect of friction stir processing on mocristructure, microhardness and tribological behavior of 7075 aluminum alloy were investigated. The results showed that after friction stir processing the grain size in the stir zone decreased about 4 ?m rather than base metal. Also, investigation of tribological behavior showed more wear resistance in the processed sample in compared that base metal. Afterwards, effect of passes numbers on distribution of particles, hardness and wear behavior were investigated. The results showed that four passes friction stir processing created more uniform distribution of particles in the matrix. Also, hardness improved with increasing the passes numbers and most wear resistance are achieved in the surface composites fabricated by means of two passes with change in the rotation direction in each pass. Hard SiC particles develop some restriction such as their tendency to detachment from the matrix and created third-body abrasives as well as increase the wear rate of the counterface. Then, addition of solid lubricant particles along with hard particles further improves the tribological properties of these composites under sliding wear conditions. Thus, according to optimum parameters and use of two passes friction stir processing, hybrid surface composite was produced by means of same volume percent of SiC and MoS 2 reinforcements. Investigation of microhardness test showed that in the stir zone of hybrid surface composite the hardness increased rather than base metal. However, the magnitude of hardness decreased in compared that Al7075/SiC p . Investigation of worn surfaces of Al7075/SiC p /MoS 2 hybrid composite showed that wear resistance improved remarkably due to the presence of MoS 2 as solid lubricant and formation of stable mechanical mixed layer on surface. Keywords: Hybrid surface composite, Al7075, Friction stir processing, Microstructure, Tribological behavior.
در این پژوهش با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی به تولید کامپوزیت سطحی هیبریدی با ذرات تقویت کننده SiC و MoS 2 بر زیر لایه آلومینیوم 7075 پرداخته شد. برای این منظور ابتدا با استفاده از طراحی آزمایش و بهینه سازی به روش تاگوچی به تعیین پارامتر بهینه برای تولید کامپوزیت سطحی Al7075/SiC p پرداخته شد. پارامتر بهینه برای تولید کامپوزیت سطحی در شرایط سرعت چرخشی rpm 1600، سرعت پیشروی mm/min 25 و زاویه انحراف ? 3 تعیین شد. بر اساس شرایط بهینه تعیین شده تاثیر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر ریزساختار، سختی و رفتار تریبولوژیکی آلیاژ آلومینیوم 7075 در حالت بدون استفاده از ذرات تقویت کننده مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی روی آلیاژ پایه سبب کاهش قابل ملاحظه‌ در اندازه دانه منطقه اغتشاشی می‌شود و اندازه دانه از حدود ?m 200 مربوط به فلز پایه به حدود ?m 4 در منطقه اغتشاشی کاهش می‌یابد. همچنین ارزیابی رفتار سایشی بهبود خواص تریبولوژیکی در نمونه فرایند شده را نسبت به فلز پایه نشان داد. در ادامه تاثیر تعداد پاس روی توزیع ذرات تقویت کننده، سختی و رفتار سایشی کامپوزیت سطحی Al7075/SiC p مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با انجام دو پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی به همراه تغییر در جهت چرخش ابزار توزیع یکنواختی از ذرات تقویت کننده در زمینه حاصل می‌شود. همچنین با افزایش تعداد پاس میزان سختی افزایش یافت و بهترین مقاومت سایشی در مورد کامپوزیت تولید شده پس از دو پاس فرایند به همراه تغییر در جهت چرخش ابزار حاصل شد. حضور ذرات SiC با سختی بسیار بالا در زمینه محدودیت‌هایی ایجاد می‌کند که از جمله آن‌ها می‌توان به افزایش نرخ سایش سطح مقابل و همچنین تمایل این ذرات به جدا شدن از زمینه اشاره کرد که به عنوان یک جسم ساینده بین پین و سطح قطعه عمل می‌کنند. لذا لزوم استفاده از ذرات روان کار جامد به منظور رفع این نقیصه و بهبود رفتار تریبولوژیکی حایز اهمیت است. بر این اساس با استفاده از شرایط بهینه و دو پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی به تولید کامپوزیت سطحی هیبریدی با درصد حجمی یکسان از ذرات تقویت کننده SiC و MoS 2 پرداخته شد. ارزیابی سختی کامپوزیت سطحی هیبریدی بهبود سختی در منطقه اغتشاشی را نسبت به فلز پایه نشان داد و در مقایسه با کامپوزیت سطحی Al7075/SiC p مقدار سختی کمی کاهش یافت. ارزیابی سطح سایش کامپوزیت هیبریدی Al7075/SiC p /MoS 2 نشان داد که به دلیل حضور ذرات تقویت کننده MoS 2 به عنوان روان‌کار جامد و تشکیل لایه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی