Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Mohammad Hossei Enayati
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) محمدحسین عنایتی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdie Farghadani
مهدیه فرقدانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Development of surface nano-composite based on Mg-Cu-O ternary system on AZ91C alloy by friction stir processing and study of its tribological behavior Mahdie Farghadani m.farghadani@ma.iut.ac.ir Date of submission: 2015/5/25 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan: 84156-83111, Iran Degree: M.Sc Language: Farsi Supervisors: F. Karimzadeh, Karimzadeh_f@cc.iut.ac.ir M.H. Enayati, Ena87@cc.iut.ac.ir In this study, surface nanocomposite based on Mg-Cu intermetallic compounds was fabricated on the AZ91C alloy by friction stir processing (FSP). Either Cu or CuO powder was placed in grooves produced on AZ91C surface. In order to fabricate composite with no defects, improve Cu and Mg reaction, achive uniform distribution of reinforcement, the samples were processed with 6 passes at a tool rotational speed of 1000 rpm and transverse speed of 40 mm/min. XRD analysis was used to investigate the formation of the intermetallics compounds. The results revealed that Mg 2 Cu compound was formed in case of FSP of AZ91C/Cu composite. Reaction of copper oxide with Mg in case of AZ91C/CuO composite led to the formation of MgO and MgCu 2 reinforcement particles in addition to the Mg 2 Cu phase. FSPed AZ91C/CuO samples was T6 heat treated. Hardness of heat treated AZ91C/CuO sample was about 165 Hv wich is much higher than that for base metal (62 Hv), FSPed AZ91C/CuO and AZ91C/Cu composites (128 Hv and 114Hv respectively). Comparison of tensile and wear results proved that AZ91C/CuO composite had the best mechanical and tribological behavior. After fabrication of AZ91C/CuO composite, the UTS (Ultimate tensile strength) increased from 112.4 Mpa for as-received AZ91C to about 330 Mpa for FSPed AZ91C/CuO sample. Wear surface observation revealed the occurrence of abrasion and delamination mechanism. The depth and width of worn grooves were smaller in case of AZ91C/CuO sample. Because of the microcracks formation in T6 heat treated AZ91C/CuO samples thus wear rate was much lower in this sample, delamination and wear rate increased in comparison to un heat treated samples. Keywords: Surface nanocomposite, Magnesium alloy, Friction stir processing, Intermetallic compounds, Mg-Cu system.
در این پژوهش نانوکامپوزیت سطحی بر پایه‌ی ترکیبات بین فلزی سیستم Mg-Cu، با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی [1] (FSP) و به صورت درجا بر سطح آلیاژ منیزیم (AZ91C) ایجاد شد. سپس پودر مس و اکسید مس، درون شیارهای ایجاد شده بر سطح آلیاژ AZ91C اعمال گردید به منظور دست‌یابی به ساختار کامپوزیتی بدون عیب، واکنش بهتر ذرات مس با زمینه و توزیع مناسب ذرات تقویت‌کننده در زمینه، پارامتر سرعت چرخشی 1000 دور بر دقیقه و سرعت خطی 40 میلی‌متر بر دقیقه طی شش پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی روی این آلیاژ اعمال گردید. به منظور بررسی تشکیل ترکیبات بین فلزی در کامپوزیت‌ها از آنالیز XRD استفاده شد. بررسی‌ها نشان داد که در نمونه ی FSP شده ی AZ91/Cu ترکیب Mg 2 Cu و در نمونه ی AZ91/CuO، به دلیل انجام شدن واکنش اکسید مس و منیزیم علاوه بر ترکیب بین فلزی Mg 2 Cu ، ذرات تقویت‌کننده‌ی MgO و MgCu 2 نیز تشکیل شد. سپس نمونه ی فرایند شده ی AZ91/CuO تحت عملیات حرارتی T6 قرار گرفت. سختی نمونه‌ی AZ91/CuO بعد از عملیات حرارتی حدود 165 ویکرز است که نسبت به سختی فلز پایه (62 ویکرز) و نمونه های FSP شده ی AZ91/Cu و AZ91/CuO (به ترتیب 114و 128 ویکرز) افزایش بیشتری از خود نشان داد. مقایسه‌ی نتایج آزمون کشش و سایش نشان می‌دهد که در بین کامپوزیت‌های مختلف، نمونه ی FSP شده ی AZ91/CuO دارای بهترین خواص کششی و سایشی است. استحکام کششی نهایی فلز پایه (AZ91C) از مقدار 4/112 مگاپاسکال، به حدود 330 مگاپاسکال برای کامپوزیت AZ91/CuO افزایش یافت. بررسی سطح سایش نمونه‌ها، نشان‌دهنده‌ی وقوع مکانیزم سایش خراشان و ورقه‌ای در فلز پایه است. در کامپوزیت AZ91/CuO عمق و پهنای شیارهای ناشی از سایش، نسبت به نمونه های دیگر کمتر است؛ در نتیجه نرخ سایش این نمونه در مقایسه با نمونه‌های دیگر کاهش بیشتری یافته‌ است. بعد از انجام عملیات حرارتی T6 روی نمونه‌ی FSP شده ی AZ91/CuO، به دلیل تشکیل میکروترک‌ها میزان سایش ورقه‌ای و نرخ سایش نسبت به نمونه‌های عملیات حرارتی نشده افزایش یافت. کلمات کلیدی : نانوکامپوزیت سطحی، آلیاژ منیزیم، فرایند اصطکاکی اغتشاشی،ترکیبات بین‌فلزی، سیستم Mg-Cu. [1] Friction stir processing

ارتقاء امنیت وب با وف بومی