15199

1469 دكتري

دكتري

مهندسي مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

[سيزده]، 140ص.: مصور، جدول، نمودار

مسعود عطاپور

ابراهيم حشمت دهكردي، مهران نحوي، عبدالمجيد اسلامي

1398/07/24

كتابنامه

مهندسي مواد

پرديس

1398/07/28

1517490

1 چکیده در این پژوهش به بررسی رفتار خوردگی تنشی اتصال مشابه آلیاژهاي تیتانیوم Ti 6Al 4V و گرید 2 CP Ti که به روش جوشکاري اصطکاکی همزنی انجام شده پرداخته میشود براي این منظور جوشکاري اصطکاکی همزنی با پارامترهاي ورودي شامل سرعت چرخش پین 573 دور بر دقیقه و سرعت پیشروي 111 میلیمتر بر دقیقه انجام شد مطالعات ریزساختاري با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که تغییر شکل پالستیک شدید در طی فرایند جوشکاري اصطکاکی همزنی که ناشی از متغیرهاي این فرآیند شامل سرعت چرخش و پیشروي ابزار است منجر به تغییرات ریزساختاري قابل توجهی میشود بررسی ریزساختار در ناحیه جوش در سمت پیشرو و سمت دوباره عملیات شده نشان داد که هر دو منطقه به طور کلی یک روند ریزساختاري یکسان را نشان میدهند وجود ساختار هممحور در ناحیه همزنی جوش آلیاژ Ti 6Al 4V بدان معنی است که در فرایند جوشکاري اصطکاکی همزنی با پارامترهاي جوشکاري انتخاب شده دماي بیشینه پایینتر از دماي دگرگونی فاز میباشد آزمونهاي ارزیابی خواص مکانیکی نشان دادند که ناحیه جوش داراي سختی باالتري نسبت به فلز پایه میباشد همچنین بین ناحیههاي سمت پیشرو و دوباره عملیات شده اختالف میزان سختی زیادي مشاهده نگردید که دلیل آن تشابه در ریزساختار میکروسکوپی این دو ناحیه میباشد مطالعه رفتار خوردگی تنشی نمونهها با آزمایش کشش با نرخ کرنش آهسته نشان داد که با افزایش دماي محیط حساسیت به خوردگی بیشتر میگردد بررسی ریزساختار اتصال توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داد که در آلیاژ تیتانیوم گرید 2 بدلیل دارا بودن ساختار تک فازي مناطق حساس به خوردگی مرز دانهها و ناخالصیهاي پراکنده در درون دانهها هستند در حالیکه در آلیاژ Ti 6Al 4V بدلیل ساختار دوفازي مرزهاي دوفازي و در بیشتر موارد فاز مستعد به خوردگی میباشد منحنیهاي کشش با نرخ کرنش آهسته مربوط به آلیاژهاي تیتانیوم گرید 2 و Ti 6Al 4V نشان دادند که در مقایسه با شرایط قرارگیري در هوا غوطه ور شدن در محلول 5 3 درصد کلرید سدیم در دماهاي 52 73 و 18 درجه سانتیگراد موجب کاهش خواص مکانیکی میگردد افزایش دماي محلول تاثیر قابل توجهی در کاهش خواص مکانیکی آلیاژهاي تیتانیوم گرید 2 و Ti 6Al 4V داشت که این اثر را میتوان به سرعت بخشیدن واکنشهاي خوردگی با افزایش دما نسبت داد در آزمایشهاي نویز الکتروشیمیایی در هر دو آلیاژ تا شکست نهایی پتانسیل افزایش مییابند در محدوده ناحیه االستیک الیه رویین تشکیل شده به مرور زمان این الیه ضخیمتر میگردد و با ضخیمتر شدن الیه رویین پتانسیل افزایش مییابد در ناحیه تغییر شکل پالستیک الیه رویین توسط کرنش پالستیک ایجاد شده در فلز زیرین شکسته شده و پس از گسستن الیه رویین فلز عریان در معرض محیط قرار گرفته و پتانسیل افزایش مییابد فرایند تخریب الیه محافظ توسط کرنش و تشکیل مجدد الیه به دلیل رویین شدن مجدد همراه با افزایش پتانسیل میباشد کلمات کلیدی جوشکاري اصطکاکی همزنی آلیاژ CP Ti Ti 6Al 4V ترک خوردگی تنشی کشش با نرخ کرنش آهسته

124 Evaluation of stress corrosion cracking of welded Ti 6Al 4V and CP Ti titanium alloys after friction stir weldingAbstractIn this study stress corrosion cracking behavior of similar welded Ti 6Al 4V and CP Tititanium alloys joint by friction stir welding was investigated For this purpose the frictionstir welding was carried out using welding parameters including the tool rotational speed of375 rpm and travel speed of 100 mm min Microstructural investigations using scanningelectron microscopy showed that sever plastic deformation occurred during the friction stirwelding process arising from welding parameters such as tool rotation speed and travelspeed that lead to significant microstructural evolutions Microstructure results of the weldzone in advancing side and retreating side showed that both regions generally showedsimilar trends of microstructure evolution The presence of equiaxed structure in stir zoneof Ti 6Al 4V alloy revealed that during the friction stir welding process with selectedwelding parameters maximum temperature in this region was below the transus Mechanical test results showed that the hardness of the weld zone was higher than that ofthe base metal Also hardness values of the advancing side and the retreating side did notshow significant differences due to similarity in the microstructure of the two regions Theinvestigation of stress corrosion cracking behavior of samples was carried out using slowstrain rate tensile test The results showed that with increasing solution temperature corrosion sensitivity was increased Microstructural investigation of stir zone using scanningelectron microscopy showed that in CP Ti titanium alloy due to the single phase structureof the corrosion sensitive regions were grain boundaries and dispersed impurities insidethe grains however in the Ti 6Al 4V alloy due to the two phase structure the boundariesof and in most of cases phase were susceptible to corrosion The results of tensile testwith slow strain rate for CP Ti and Ti 6Al 4V titanium alloys showed that compared toexposure to air immersion in 3 5 sodium chloride solution at temperatures of 25 37 and80 C leads to lower mechanical properties of stir zone Increasing corrosive solutiontemperature had a significant effect on the mechanical properties of CP Ti and Ti 6Al 4Vtitanium alloys that could be attributed to the acceleration of corrosion reactions whentemperature increased In electrochemical noise tests for both the alloys until the finalfracture corrosion potential increased The passive layer forms in the elastic zone and overtime it becomes thicker that leads to increasing of corrosion potential In plastic zone plasticdeformation of the underlying metal breaks the passive layer and the resulting naked metalis exposed to the environment and the potential increases Breaking the passive layer bystrain and re forming the new layer due to passivation is associated with increased corrosionpotential Keywords friction stir welding Ti 6Al 4V CP Ti stress corrosion cracking slow strainrate tensile test

مسعود عطاپور

ابراهيم حشمت دهكردي، مهران نحوي، عبدالمجيد اسلامي