Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Ali Ashrafi
مسعود عطاپور (استاد راهنما) علی اشرفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Golmohammadi
محمد گل محمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

characterization of an A413/Ni/Al3ni composite fabricated via friction stire processing
In the present study, friction stir processing (FSP) was used for the incorporation of Ni particles into an A413 alloy to fabricate an A413/Ni/Al 3 Ni composite. Preliminary tests were conducted at a constant traverse speed of 20 mm/min and rotation speeds of 2000 and 1400 rpm. The microstructural evaluations were performed optical and scanning electron microscopes. After these investigations, the suitable range for the rotation speed and the traverse speed, were selected as 1250-2000 rpm and 8-80 mm/min, respectively. The design of experiments was carried out based on the 1-3? and three passes. Taguchi?s optimization method was used to achieve the maximum hardness and wear resistance (minimum weight loss values) at room temperature. The results of the optimization revealed that the optimum parameters for both hardness and weight loss were the rotation speed of 2000 rpm, the traverse speed of 8 mm/min and the tilt angle of 2°. Furthermore, the effect of the number of passes on the microstructure, microhardness and wear resistance was studied at room temperature and 250?C. Single pass, three-pass and five-pass FSP were conducted on the samples. For the evaluation of microstructures, optical microscopy and scanning electron microscope were utilized. Also, for the investigation of intermetallic formation, energy dispersive spectroscopy was used. Microstructural observations revealed that the FSP led to significant breakup of acicular Si particles and elimination of ? Al dendrites. It was found that the hardness and wear behavior of A413 cast alloy were strongly influenced by applying FSP. Also, the in situ formation of Al 3 Ni particles during FSP was a critical factor controlling the wear mechanism. Sliding wear tests revealed that the increase in the number of passes created a homogeneous distribution of Al 3 Ni intermetallic particles and thereby resulting in a significant improvement in wear resistance at both room and high temperatures. Hence, wear resistance of the five-pass sample at room and 250?C temperatures were more than twice and triple respectively than that of the base alloy. Keywords: Friction stir processing, A413 aluminum alloy, Al 3 Ni intermetallic compound, taguchi method
در پژوهش حاضر، از فرایند اصطکاکی اغتشاشی جهت تلفیق ذرات نیکل در آلیاژ A413 برای ساخت کامپوزیت A413/Ni/Al 3 Ni استفاده شد. به همین منظور، دو نمونه اولیه با سرعت های چرخشی 1400 و 2000 دور در دقیقه، سرعت خطی 20 میلی‌متر بر دقیقه ایجاد شده و سپس مورد ارزیابی های ریزساختاری به کمک تصاویر حاصل از میکروسکوپ نوری و الکترونی قرار گرفتند. پس از ارزیابی های صورت گرفته، محدوده های مناسب سرعت چرخشی 1250-2000 دور بر دقیقه و سرعت خطی 8-80 میلی متر بر دقیقه تعیین شد. همچنین، زاویه در محدوده 1-3 درجه و تعداد پاس نیز سه انتخاب گردید و طراحی آزمایش صورت پذیرفت. در بخش بعد، به منظور دستیابی به بیشترین ریزسختی و مقاومت به سایش (کمترین میزان کاهش وزن) در دمای اتاق، از بهینه سازی به روش تاگوچی استفاده گردید. نتایج حاصل از بهینه سازی شرایط سرعت چرخشی 2000 دور در دقیقه، سرعت خطی 8 میلی‌متر بر دقیقه و زاویه 2 درجه را به عنوان شرایط بهینه برای هر دو مشخصه ریزسختی و کاهش وزن در دمای محیط تعیین نمود. همچنین اثر پاس بر ریزساختار، ریزسختی و مقاومت به سایش نمونه ها در دمای اتاق و دمای 250 درجه سانتی‌گراد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، نمونه هایی با تعداد پاس یک، سه و پنج، تحت شرایط بهینه ایجاد شدند. جهت ارزیابی ریزساختار این نمونه ها، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی به کار گرفته شد. همچنین برای بررسی تشکیل ترکیب بین فلزی از طیف نگاری تفکیک انرژی استفاده شد. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که فرایند اصطکاکی اغتشاشی سبب خردایش ذرات سوزنی شکل سیلیسیم و از بین رفتن دندریت های ? Al شده است. نشان داده شد که سختی و رفتار سایشی آلیاژ A413 به صورت چشمگیری تحت تاثیر این فرایند قرار گرفته است. همچنین، تشکیل ذرات بین فلزی Al 3 Ni به صورت درجا، به عنوان یک عامل مهم در کنترل مکانیزم سایش بود. آزمون های سایش نشان داد که با افزایش تعداد پاس، توزیع همگن تری از ذرات Al3Ni حاصل شده و در نتیجه مقاومت به سایش در دمای اتاق و دمای بالا به صورت چشمگیری افزایش یافت. از این رو، مقاومت به سایش نمونه پنج پاس در دمای اتاق بیشتر از دو برابر و در دمای 250 درجه سانتی گراد سه برابر آلیاژ پایه بود. کلمات کلیدی: فرایند اصطکاکی اغتشاشی، آلیاژ آلومینیوم A413، ترکیب بین فلزی Al 3 Ni، روش تاگوچی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی