Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Mohmmad ali Golozar,Kaivan Raissi
احمد ساعت چي (استاد راهنما) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما) کيوان رئيسي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Emami kolli
مسعود امامي کلي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
In the present study the effect of welding processing parameters on the corrosion and environment-assisted cracking (EAC) of 6061 aluminum alloy joints, produced by Friction Stir Welding, was studied. Different samples produced by employing rotating speeds of 630, 1000 and 1250, welding speeds of 40, 80 and 125 mm/mi and shoulder diameter of 15,18 and 21 millimeter were used. The microstructural analysis was carried out by optical microscope. The fracture surfaces of the tested specimens were examined using optical and scanning electron microscopes. using polarization tests, corrosion behavior of specimens, were studied in 3.5% NaCl aqueous solution. The polarization tests were conducted at a scan rate of 1 mV/s, using the SCE as reference and platinum as counter electrode. Corrosion rate was also determined by immersion test method, in the solution of 3.5% NaCl. EAC behavior was investigated in acidic chloride solutions, using a slow strain rate testing technique. The resistance to EAC was determined by to the percent change in tensile elongation while exposured to solution with respect to the reference environment (air). results indicated that the rotation speed (in fixed shoulder diameter and travel speed) has a major influence on corrosion rate. This is attributed to the breaking down and dissolution of the second phase particles due to the heat generation and mechanical work during stirring. Localized galvanic cells formed between the Al matrix and the second phase particles are believed to be the main reason for corrosion of FSW alloy. Dissolution of the precipitates decrease the sites for galvanic coupling and hence increase the corrosion resistance. Regarding the shoulder diameters, 18 millimeter showed the most corrosion resistance and the most noble corrosion potential. Slow rotation speed with high travel speed and high rotation speed with slow travel speed deteriorated corrosion behavior. The former condition produces coarse particles, because low heat input and low mechanical stir, while in the latter condition excessive heat input and turbulent stir produce the same particles. EAC was observed in samples welded using these parameters. EAC susceptibility is believed to be based on hydrogen embrittlement. It was demonstrated that stress corrosion cracks occur only locally in the boundary region between the dynamically recrystallized zone (DXZ) and the thermomechanically affected zone (TMAZ) regions. Results indicated that participation of low strength properties and high electrochemical activity are the main reason for EAC. Hydrogen is produced by surface corrosion reactions and part of it is absorbed in atomic form into the material, accelerating this process by localized strain produced. Results of fractographic analysis of tensile specimens indicated a quasicleavage (embrittled) zone, appearing between intergranular corrosion and ductile uncorroded area. This observation is consistent with the existence of a hydrogen affected zone, which degrades the ductility of the material. Keywords: corrosion, stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement, slow strain rate test, AA6061-T6, friction stir welding.
چکيده در اين تحقيق تاثير متغيرهاي جوشکاري روي خواص خوردگي و شکست ناشي از محيط آلياژ آلومينيم 6061 جوشکاري شده توسط روش اصطکاکي-اغتشاشي مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه‌هاي مختلف تحت متغيرهاي سرعت دوران 630، 1000 و 1250 دور بر دقيقه و سرعت خطي 40، 80 و 125 ميلي‌متر بر دقيقه و قطر شانه ابزار 18،15و21 ميلي‌متر تهيه شد. بررسي ريز ساختاري توسط ميکروسکوپ نوري و مقطع شکست توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي انجام شد. جهت بررسي رفتار خوردگي، آزمون پلاريزاسيون در محلول کلريد سديم 5/3 درصد انجام شد. براي تعيين ميزان خوردگي، آزمون غوطه وري در محلول 5/3 درصد کلريد سديم انجام شد. شکست ناشي از محيط به وسيله آزمون کشش با نرخ کرنش آهسته و در محلول اسيدي بررسي و مقاومت به ترک ناشي از حساسيت به محيط به وسيله درصد تغيير کرنش در محيط نسبت به محيط مرجع(هوا) بيان شد. نتايج نشان داد در سرعت خطي و قطر شانه ثابت، تغييرسرعت دوران بيشترين تاثير را روي خواص خوردگي دارد که اين تاثير مربوط به خرد شدن و انحلال ذرات فاز ثانويه در اثر دريافت کار مکانيکي و حرارت اصطکاکي است. اين ذرات با تشکيل پيل‌هاي گالوانيکي با زمينه مهم ترين عامل خوردگي در آلياژ هستند که با انحلال و توزيع پراکنده آن‌ها مقاومت به خوردگي بهبود مي‌يابد. مقاومت به خوردگي در سرعت دوراني 1000 دور بر دقيقه حالت بيشينه دارد و در سرعت بالاتر مقدلر کمي افت نشان مي‌دهد که به دليل ورود حرارت بيش از حد به قطعه است. بين قطر‌هاي شانه، قطر 18 ميلي‌متر بهترين مقاومت خوردگي را دارا است. در تمام شرايط جوشکاري مقدار پتانسيل خوردگي در مقايسه با فلز پايه نجيبت‌تر هستند. همراهي سرعت دوران کم با سرعت خطي زياد و سرعت دوران زياد با سرعت خطي کم موجب تضعيف مقاومت به خوردگي و مقاوت به شکست ناشي از حساسيت به محيط مي‌شود. در مورد اول به علت حرارت ورودي کم و کار مکانيکي پايين و در مورد دوم به علت حرارت ورودي بيش از حد و ايجاد تلاطم، ذرات خشن فاز ثانويه توليد مي‌شود. حساسيت به محيط در نمونه‌هايي رخ داد که با اين متغيرها جوشکاري شدند. اين حساسيت از نوع تردي هيدروژني است. نتايج نشان داد که ترک ناشي از محيط درست در مرز بين منطقه دکمه جوش و ناحيه تحت تاثير تروموکانيکي رخ داد. ساختار به شدت تغيير شکل يافته به همراه فعاليت الکتروشيميايي بالا در اين ناحيه دليل اين پديده است. هيدروژن در اثر واکنش خوردگي توليد و بخشي از آن به شکل اتمي وارد ماده مي‌شود. کرنش ناشي از کشش در اين ناحيه موجب تسريع اين فر‌ايند مي‌شود. نتايج شکست نگاري وجود يک ناحيه شبه تورقي (ترد) را بين منطقه خوردگي بين دانه اي و زمينه خورده نشده نشان داد که اين موضوع به علت وجود ناحيه متاثر از هيدروژن است که افت در نرمي ماده را در پي دارد. کلمات کليدي: خوردگي، شکست ناشي از خوردگي تنشي، تردي هيدروژني، آزمون کشش با نرخ کرنش آهسته، آلياژ آلومينيم 6061، جوشکاري اصطکاکي-اغتشاشي.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی