Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hossei Enayati,Fatallah Karimzadeh
محمدحسین عنایتی (استاد راهنما) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Babak Zahmatkesh
بابک زحمتکش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
In this thesis, Friction Stir Processing (FSP) was used to develop surface Al-Al 2 O 3 nanocomposite on Al2024 plate. A new procedure was introduced for applying the reinforcement particles in which 10 volume percent of Al 2 O 3 nanopowder, as the reinforcement, was added to the aluminum powder and milled for 1 hour. Composite powder was applied on Al2024 plate by atmosphere plasma spray and then the FSP was performed on the plate. In order to optimize the FSP parameters, microstructural and hardness evaluation were done. Optimized parameters including tool design, rotational speed, linear speed and tilt angle were determined to be 800 rpm, 25 mm/min and 3 0 respectively. Microstructural evaluation was performed by optical microscopy and Image Tool software. In order to examine the effects of the FSP process on hardness and wear behavior, hardness and wear tests were performed on base metal and FSPed samples. Dominating wear mechanisms were investigated by surface examination and studying of wear product using scanning electron microscopy (SEM). The thickness of nanocomposite layer produced by FSP was measured to be 600µm in which uniform distribution of Al 2 O 3 particles with good bonding with substrate were observed. Microstructural evaluation showed that FSP process significantly reduces the grain size in nugget zone, from 250µm (base metal) to 2.5µm. Maximum hardness of base metal, FSPed sample without Al 2 O 3 and FSPed nanocomposite were measured to be 90, 110 and 230 HV respectively. Wear test results showed improved wear resistance in FSPed and nanocomposite samples. Wear rate of base metal, FSPed sample and FSPed nanocomposite were 0.037, 0.027 and 0.004 mgr/m respectively.
در پروژه حاضر با استفاده از فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی (FSP)، نانوکامپوزیت سطحی Al-Al 2 O 3 بر سطح ورق 2024Al ایجاد و خواص سایشی و هچنین تغییرات ساختاری آن بررسی شد. بمنظور رفع نقایص روش های متداول در تولید کامپوزیت های سطحی با استفاده از فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی، در این پروژه برای اولین بار ایده جدیدی جهت اعمال ذرات تقویت کننده پیش از فرآیند، استفاده شد. بر این اساس ذرات نانومتری Al 2 O 3 بعنوان تقویت کننده به میزان 10 درصد حجمی به پودر میکرومتری آلومینیوم اضافه و این مخلوط پودری و بمدت یک ساعت آسیابکاری شد. پودر کامپوزیتی تهیه شده توسط فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری بر سطح ورق 2024Al پاشیده و سپس فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی بر روی سطح ورق انجام شد. به منظور بهینه سازی پارامترهای فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی بررسی های ساختاری و سختی سنجی انجام گرفت و پارامترهای بهینه فرآیند شامل طراحی ابزار، سرعت دورانی، سرعت خطی و زاویه انحراف ابزار به ترتیب، استوانه ای رزوه شده، rpm 800، mm/min 25 و °3 بدست آمد. بررسی های ریزساختار ناحیه فرآیند شده با میکروسکوپ نوری و استفاده از نرم افزار Image Tool انجام شد. بمنظور مقایسه اثر فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی بر سختی و خواص سایشی، سختی سنجی و آزمون سایش روی نمونه های فلز پایه، FSP شده بدون ذرات تقویت کننده و نانوکامپوزیت سطحی تولید شده انجام گرفت. ارزیابی مکانیزم های حاکم بر سایش با بررسی سطح و محصولات سایش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که اعمال فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش اندازه دانه در ناحیه مرکزی فرآیند داشت و اندازه دانه ها در این ناحیه از µm250 (فلز پایه) به µm 5/2رسید. سختی بیشینه برای نمونه های فلز پایه، FSP شده بدون تقویت کننده و نانوکامپوزیت سطحی تولید شده به ترتیب90، 110 و 230 ویکرز اندازه گیری شد. ضخامت لایه نانوکامپوزیتی ایجاد شده µm 600 بدست آمد که از توزیع مناسب ذرات و پیوند مناسب با زیر لایه برخوردار بود. نتایج آزمون سایش روی نمونه های مذکور حاکی از بهیود مقاومت سایش در نمونه FSP شده و نمونه نانوکامپوزیت سطحی بود بطوریکه نرخ سایش برای فلز پایه، FSP شده بدون تقویت کننده و نانوکامپوزیت سطحی بترتیب 037/0، 027/0 و 004/0 میلی گرم بر متر بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی