پديد آورنده :
محمدي زهراني، محسن
عنوان :
بررسي اثر استفاده از نانو ذرات تقويت‌كننده و عمليات حرارتي بر خواص جوش اصطكاكي - اغتشاشي آلياژ آلومينيم 7075
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
سيزده، [114]ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان
استاد مشاور :
احمد رضائيان
توصيفگر ها :
آلياژ AA7075 , ريز ساختار , غير عادي دانه , خواص مكانيكي
استاد داور :
مسعود عطاپور، محمود منير واقفي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/12/02
چكيده فارسي :
چكيده رشد غيرعادي دانه در ناحيه اغتشاش از جمله چالشهاي عمده در ضمن عملياتحرارتي پس از جوشكاري مقاطع جوش اصطكاكي اغتشاشي آلياژهاي آلومينيم است هدف از اين پژوهش كنترل بروز پديده رشد غيرعادي دانه در ضمن عملياتحرارتي پس از جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي آلياژ آلومينيم 9717 AA ميباشد بدين منظور از دو روش اعمال چرخه آنيل بازيابي اوليه پيش از عملياتحرارتي اصلي و نيز توزيع ذرات نانومتري 2 TiO در ناحيه اغتشاش جوش استفاده شد ريزساختار نمونههاي ايجاد شده بهكمك ميكروسكوپ نوري ميكروسكوپ الكتروني روبشي طيفسنج نشر انرژي و پراش پرتو ايكس مشخصهيابي شد خواص مكانيكي نمونهها نيز بهكمك آزمونهاي ريزسختيسنجي و كشش ساده ارزيابي شد همچنين از روش همبستگي تصاوير ديجيتال جهت بررسي نحوه توسعه كرنش موضعي در قسمتهاي مختلف طول سنجه نمونههاي آزمون كشش بهره گرفته شد نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه افزايش در سرعت پيشروي ابزار از 46 به 22 mm min موجب افزايش حساسيت ساختار ريزدانه موجود در ناحيه اغتشاش به بروز رشد غيرعادي دانه شد و دانههاي رشد يافته با اندازه متوسط 129 ميكرومتر بيش از 95 ناحيه اغتشاش را در ضمن عملياتحرارتي پس از جوشكاري فرا گرفت با اين وجود افزايش سرعت چرخشي ابزار از 123 به 211 rpm اثر معكوسي داشته و كاهش حساسيت به بروز رشد غيرعادي دانه را در پي داشت بهنحوي كه پس از عملياتحرارتي حداكثر 94 از مساحت ناحيه اغتشاش درگير پديده مذكور شد اعمال چرخه آنيل بازيابي اوليه بهمدت 5 ساعت و در دماي 973 درجه سانتيگراد روي نمونههاي جوشكاري شده موجب كاهش نسبي اندازه دانههاي رشد يافته در ضمن عملياتحرارتي به كمتر از 113 ميكرومتر شد نتايج آزمون كشش نيز نشان داد كه اعمال آنيل بازيابي و سپس عملياتحرارتي 2 T موجب بهبود استحكام كششي بهميزان 2 نسبت به نمونه عملياتحرارتي شده به روش معمول گرديده و ازديادطول در حالت عملياتحرارتي شده از كمتر از 4 6 به حدود 9 1 2 2 ارتقا مييابد بهعالوه در تمامي موارد شكست در ناحيه اغتشاش رخ داد از سوي ديگر افزودن مقدار كافي از ذرات نانومتري 2 TiO در ناحيه اغتشاش موجب كنترل مؤثر پديده رشد غيرعادي دانه در ضمن عملياتحرارتي پس از جوشكاري گرديد بهنحوي كه با افزودن بيش از 5 1 درصد وزني از ذرات مذكور پديده رشد غيرعادي دانه در كمتر از 16 از مساحت ناحيه اغتشاش بروز كرد نتايج آزمون كشش اين دسته از نمونهها نشان داد كه در ميان نمونههاي حاوي پودر نانومتري 2 TiO بيشينه استحكام كششي و ازديادطول در نمونه حاوي 5 1 درصد وزني از ذرات مذكور و بهترتيب برابر با 920 2 MPa و 5 0 7 00 حاصل ميشود كه در حدود 25 و 32 مقادير نظير در فلز پايه است با اين وجود افزودن بيش از 5 1 درصد وزني از ذرات نانومتري تجمع و كلوخهاي شدن اين ذرات در برخي قسمتهاي ناحيه اغتشاش را در پي دارد كه موجب كاهش مقادير استحكام كششي و ازديادطول جوش به كمتر از 45 و 12 مقادير نظير در فلز پايه ميشود كلمات كليدي آلياژ 9717 AA جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي عملياتحرارتي ريزساختار رشد غيرعادي دانه خواص مكانيكي 0
چكيده انگليسي :
AbstractAbnormal grain growth in the stir zone is one of the major challenges often occurs during post weldheat treatment of friction stir welded aluminum alloys The aim of this research is to mitigate theabnormal grain growth during post weld heat treatment of AA7075 aluminum alloy To gain thisgoal two methods including application of primary recovery annealing and dispersion of TiO 2nanoparticles in the stir zone were used The microstructure of experimental samples werecharacterized by means of optical microscope scanning electron microscope energy dispersivespectroscopy and X ray diffraction The mechanical properties of the samples were also evaluatedby microhardness measurement and simple tensile test In addition the digital image correlationtechnique was utilized to examine the local strain progression through the gage section of the tensilespecimens The results of this research showed that increase in traveling speed from 24 to 86 mm minresulted in increase in sensitivity of fine grained microstructure of the stir zone to abnormal graingrowth and appearance of abnormally grown grains with the average size of about 580 m in morethan 95 of the stir zone area during post weld heat treatment However increment in rotation speedfrom 380 to 800 rpm had a reverse effect and led to increase in grain size Therefore after heattreatment only 45 of the stir zone surface was affected by abnormal grain growth Applying 9 hprimary recovery annealing at 375 C on as welded samples resulted in reduction in the size ofabnormally grown grains to values lower than 300 m Also the results of tensile tests showed thatapplying such a recovery annealing cycle before traditional T6 heat treatment caused 6 increase intensile strength compared to the traditionally heat treated samples The elongation also increasedfrom less than 2 4 to 6 8 0 5 Also in all samples the fracture occurred in the stir zone On theother hand addition of enough amount of nanometric TiO2 particles in the stir zone caused effectivesuppression of abnormal grain growth during post weld heat treatment With addition of 0 9 wt ofthe particles the abnormal grain growth suppressed to only 20 of the stir zone area The tensile testresults of these samples revealed that among the TiO2 added samples the maximum tensile strengthand elongation values belong to the sample containing 0 9 wt powder with the values of561 6 MPa and 11 7 1 9 respectively These values are about 96 and 83 of those in the basemetal However addition of more than 0 9 wt of TiO2 nanoparticles resulted in accumulation andagglomeration of the particles in some area of the stir zone causing decrement in tensile strength andelongation values to less than 94 and 60 of the related values in the base metal Keywords Alloy AA7075 Friction stir welding Heat treatment Microstructure Abnormal graingrowth Mechanical properties
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان
استاد مشاور :
احمد رضائيان
استاد داور :
مسعود عطاپور، محمود منير واقفي
