Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Morteza Shamanian esfahani
مسعود عطاپور (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farhad Harati
فرهاد هراتي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Fabrication of hybrid surface composite of Al7075-SiCp/MoS2 via friction stir processing and investigation of its microstructure and tribological behavior
In this study, friction stir processing was used in order to produce hybrid surface composite by means of SiC and MoS 2 reinforcement particles on substrate of 7075 aluminum alloy. At first, to produce of Al7075/SiC p surface composite was determined the optimum parameters by means of design of experiment and optimization via taguchi method. The optimum parameters to fabricate Al7075/SiC p surface composite were determined in tool rotation speed of 1600 rpm, tool traverse speed of 25 mm/min and tool tilt angle of 3 ?. According to optimum conditions, effect of friction stir processing on mocristructure, microhardness and tribological behavior of 7075 aluminum alloy were investigated. The results showed that after friction stir processing the grain size in the stir zone decreased about 4 ?m rather than base metal. Also, investigation of tribological behavior showed more wear resistance in the processed sample in compared that base metal. Afterwards, effect of passes numbers on distribution of particles, hardness and wear behavior were investigated. The results showed that four passes friction stir processing created more uniform distribution of particles in the matrix. Also, hardness improved with increasing the passes numbers and most wear resistance are achieved in the surface composites fabricated by means of two passes with change in the rotation direction in each pass. Hard SiC particles develop some restriction such as their tendency to detachment from the matrix and created third-body abrasives as well as increase the wear rate of the counterface. Then, addition of solid lubricant particles along with hard particles further improves the tribological properties of these composites under sliding wear conditions. Thus, according to optimum parameters and use of two passes friction stir processing, hybrid surface composite was produced by means of same volume percent of SiC and MoS 2 reinforcements. Investigation of microhardness test showed that in the stir zone of hybrid surface composite the hardness increased rather than base metal. However, the magnitude of hardness decreased in compared that Al7075/SiC p . Investigation of worn surfaces of Al7075/SiC p /MoS 2 hybrid composite showed that wear resistance improved remarkably due to the presence of MoS 2 as solid lubricant and formation of stable mechanical mixed layer on surface. Keywords: Hybrid surface composite, Al7075, Friction stir processing, Microstructure, Tribological behavior.
چکيده در اين پژوهش با استفاده از فرايند اصطکاکي اغتشاشي به توليد کامپوزيت سطحي هيبريدي با ذرات تقويت کننده SiC و MoS 2 بر زير لايه آلومينيوم 7075 پرداخته شد. براي اين منظور ابتدا با استفاده از طراحي آزمايش و بهينه سازي به روش تاگوچي به تعيين پارامتر بهينه براي توليد کامپوزيت سطحي Al7075/SiC p پرداخته شد. پارامتر بهينه براي توليد کامپوزيت سطحي در شرايط سرعت چرخشي rpm 1600، سرعت پيشروي mm/min 25 و زاويه انحراف ? 3 تعيين شد. بر اساس شرايط بهينه تعيين شده تاثير فرايند اصطکاکي اغتشاشي بر ريزساختار، سختي و رفتار تريبولوژيکي آلياژ آلومينيوم 7075 در حالت بدون استفاده از ذرات تقويت کننده مورد ارزيابي قرار گرفت. بررسي‌هاي ريزساختاري نشان داد که انجام فرايند اصطکاکي اغتشاشي روي آلياژ پايه سبب کاهش قابل ملاحظه‌ در اندازه دانه منطقه اغتشاشي مي‌شود و اندازه دانه از حدود ?m 200 مربوط به فلز پايه به حدود ?m 4 در منطقه اغتشاشي کاهش مي‌يابد. همچنين ارزيابي رفتار سايشي بهبود خواص تريبولوژيکي در نمونه فرايند شده را نسبت به فلز پايه نشان داد. در ادامه تاثير تعداد پاس روي توزيع ذرات تقويت کننده، سختي و رفتار سايشي کامپوزيت سطحي Al7075/SiC p مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد که با انجام دو پاس فرايند اصطکاکي اغتشاشي به همراه تغيير در جهت چرخش ابزار توزيع يکنواختي از ذرات تقويت کننده در زمينه حاصل مي‌شود. همچنين با افزايش تعداد پاس ميزان سختي افزايش يافت و بهترين مقاومت سايشي در مورد کامپوزيت توليد شده پس از دو پاس فرايند به همراه تغيير در جهت چرخش ابزار حاصل شد. حضور ذرات SiC با سختي بسيار بالا در زمينه محدوديت‌هايي ايجاد مي‌کند که از جمله آن‌ها مي‌توان به افزايش نرخ سايش سطح مقابل و همچنين تمايل اين ذرات به جدا شدن از زمينه اشاره کرد که به عنوان يک جسم ساينده بين پين و سطح قطعه عمل مي‌کنند. لذا لزوم استفاده از ذرات روان کار جامد به منظور رفع اين نقيصه و بهبود رفتار تريبولوژيکي حايز اهميت است. بر اين اساس با استفاده از شرايط بهينه و دو پاس فرايند اصطکاکي اغتشاشي به توليد کامپوزيت سطحي هيبريدي با درصد حجمي يکسان از ذرات تقويت کننده SiC و MoS 2 پرداخته شد. ارزيابي سختي کامپوزيت سطحي هيبريدي بهبود سختي در منطقه اغتشاشي را نسبت به فلز پايه نشان داد و در مقايسه با کامپوزيت سطحي Al7075/SiC p مقدار سختي کمي کاهش يافت. ارزيابي سطح سايش کامپوزيت هيبريدي Al7075/SiC p /MoS 2 نشان داد که به دليل حضور ذرات تقويت کننده MoS 2 به عنوان روان‌کار جامد و تشکيل لايه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی