Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolmajid Eslami,Fatallah Karimzadeh
عبدالمجيد اسلامي (استاد راهنما) فتح اله کريم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vahid Zohoori Shoar
وحيد ظهوري شعار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Despite studies regarding mechanical and corrosion properties of Al 6061 alloyweldment, there is not sufficient information about fusion welding of nanostructured and bimodal (nano/micro) grained aluminum. The nonostructured material have attracted great interest due to their excellent physical and mechanical properties. Therefore, it is important to evaluate the mechanical and corrosion properties of their joints. Although nanocrystalline materials exhibit high strength, they display low ductility. One efficient approach to compensate this defect is to develop bimodal microstructures. For this purpose, in this resurch, samples were solution treated at 530 ?C for 3 hours and subsequently cryorolled up to 90% reduction in thickness. For obtaining simultaneous strength and ductility, the cryorolled alloy was then subjected to aging treatment at 130 ?C for 25 hours. A bimodal microstructure consist of nano-sized and micron-sized grains along with nano-sized (50-150 nm) stregthening precipittes was obtained after cryorolling and aging treatment. Transmission electron microscopy (TEM) was used for microstructural characterization of cryorolled samples. The average size of fine grains in aged sample was estimated about 60 nm. Improved ultimate tensile strength of 365 MPa, hardness of 140 HV, and ductility of 12 % was obtained for the produced aluminum sheets. The samples in as rolled (AR) and peak aged (PA) condition and also the 6061-T6 Al alloy sheets (witness samples) were then resistance spot welded with welding current of 40-100 kA, electrode force of 3 kN, and welding time of 0.1 s. Mechanial tests reaveld that the highest peak load of weld spot of nanostructured samples was about 5700 N, obtained through weldig current of 95 kA. All welded specimens failed in an interfacial fracture mode. At constant welding parameters microhardness of weld metal was similar for nanostructured samples and conventional grained samples owing to similar microstructure and grain size. According to the results of phase analysis of weld nugget, dissolution of Mg 2 Si precipitates in fusion zone occured during welding process which led to decrease of microhardness in this region. Similar corrosion behaviour of weld zone was observed for nanostructured and conventional grained samples in tafel polarization tests. For all specimens, corrosion potential of weld metal was lower than base metal due to dendritic microstructure of the weld metal. Keywords : Bimodal microstructure, Cryorolling, Resistance Spot Welding, Mechanical properties, Corrosion.
چکيده با وجود مطالعات انجام شده در ارتباط با خواص مکانيکي و خوردگي اتصالات جوشکاري شده آلياژ hy; آلومينيوم 6061، اطلاعات اندکي در زمينه جوشکاري ذوبي آلومينيوم نانوساختار و آلومينيوم با ساختار دوگانه (نانو و ميکرو) در دست مي باشد. اين ساختار ها به دليل خواص مکانيکي و فيزيکي عالي، مورد توجه فراواني قرار گرفته اند. لذا بررسي اتصالات آن ها از نظر خواص مکانيکي و خوردگي از اين حيث حائز اهميت است. مواد نانوکريستال با وجود اينکه از استحکام بالايي برخوردارند، انعطاف پذيري پاييني از خود نشان مي دهند. يک راهکار مؤثر براي جبران اين مشکل توسعه ساختار هاي دوگانه (نانو و ميکرو) است. براي رسيدن به اين هدف، در اين پژوهش، پس از انجام عمليات آنيل انحلالي (3 ساعت در C?530)، آلياژ فوق تا کاهش ضخامت 90 درصد تحت فرآيند نورد تبريدي قرار گرفت. سپس به منظور حصول هم زمان استحکام و انعطاف پذيري، عمليات پير سازي (25 ساعت در C? 130) روي آلياژ انجام شد. پس از عمليات نورد و پيرسازي، ساختار دانه بندي دوگانه حاوي دانه هاي بسيار ريز در کنار دانه هاي ميکرومتري به همراه رسوبات با اندازه nm150-50 حاصل گرديد. طبق تصاوير ميکروسکوپ الکتروني عبوري (TEM) اندازه متوسط دانه‌هاي ريز در حدود 60 نانومتر بدست آمد. استحکام کششي نهايي بهبود يافته به ميزان MPa 365، سختي 140 ويکرز و انعطاف پذيري 12% براي آلياژ نورد تبريدي و پيرسازي شده به دست آمد. فرآيند جوشکاري مقاومتي نقطه اي با پارامتر هاي زمان s 1/0 و نيروي الکترود kN 3، در شدت جريان هاي مختلف بر روي ورق هاي تازه نورد شده، پيرسازي شده پس از نورد تبريدي و همچنين ورق هاي شاهد آلياژ 6T- 6061 انجام شد. بر اساس نتايج آزمون هاي مکانيکي، جوشکاري در شدت جريان kA 95 منجر به حصول بالاترين نيروي شکست دکمه جوش در نمونه هاي نانوساختار در حدود 5700 گرديد. در حالي که بالاترين نيروي شکست دکمه جوش براي نمونه هاي شاهد با اندازه دانه معمولي حدود N 3700 به دست آمد. حالت شکست براي همه نمونه هاي جوشکاري شده از نوع شکست فصل مشترکي بود. در پارامتر هاي جوشکاري يکسان، سختي فلز جوش براي نمونه hy;هاي نانوساختار و نمونه هاي با ساختار معمولي به دليل مشابهت ريزساختار و اندازه دانه در فلز جوش، شبيه به يکديگر بود. به طور کلي در همه نمونه ها سختي فلز جوش پايين تر از سختي فلز پايه بود. نتايج آناليز فازي دکمه جوش حاکي از انحلال فاز استحکام بخش Mg 2 Si در منطقه ذوب بود که موجب کاهش سختي در اين منطقه مي گردد. بر اساس نتايج آزمون پلاريزاسيون تافل، رفتار خوردگي منطقه جوش براي نمونه هاي نانوساختار و نمونه هاي با ساختار معمولي مشابه يکديگر بود. براي همه نمونه هاي جوشکاري شده پتانسيل خوردگي فلز جوش پايين تر از فلز پايه بود که علت آن ريزساختار دندريتي در فلز جوش است. کلمات کليدي : ساختار دوگانه، نورد تبريدي، جوشکاري مقاومتي نقطه اي، خواص مکانيکي، خوردگي.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی