پديد آورنده :
سلطاني، معاد
عنوان :
بهبود خواص سطحي آلياژ منيزيم AZ31B با نانو كامپوزيت سازي سطحي به روش اصطكاكي - اغتشاشي ﴿FSP﴾
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
سيزده، 109ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، بهزاد نيرومند
توصيفگر ها :
فرايند اصطكاكي-اغتشاشي , نانو لوله كربن , نانو آلومينا , مشخصه يابي
تاريخ نمايه سازي :
94/2/1
استاد داور :
حميدرضا سليمي جزي، مسعود عطاپور
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/26
چكيده فارسي :
چكيده در اين تحقيق به بررسي كامپوزيت سازي سطح آلياژ منيزيم AZ31B با پركنندههاي نانولوله كربني نانو ذرات آلومينا گرافن و گرافيت به روش اصطكاكي اغتشاشي FSP پرداخته شد پارامترهاي مورد بررسي عبارت بودند از سرعت چرخش 550 1500 rpm سرعت پيشروي 12 44 mm min تعداد پاسها 4 1 نوع تقويت كننده نانو لوله كربني گرافن گرافيت نانوآلومينا و مخلوط هيبريدي و كسر وزني تقويت كننده 4 0 از آزمايش ريزسختي سنجي متالوگرافي نوري ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني طيف سنجي تفرق انرژي آزمايش كشش آزمايش سوراخ كردن برشي آناليز پراش اشعه ايكس و سايش پين بر روي ديسك خشك براي مشخصه يابي نمونههاي توليدي استفاده شد اين تحقيق در چهار فاز مجزا انجام شد در فاز اول به بررسي پارامترهاي FSP و بهينه سازي آنها و سپس به مشخص كردن محدوده مناسب درصد وزني CNT براي مرحله بعدي پرداخته شد جواب مورد بررسي در اين مرحله سختي ناگت بود در فاز دوم از روش طراحي آزمايش سطح پاسخ استفاده شد و محدودههاي مورد بررسي محدودتر شدند تا بهينه سازي به طور دقيق تري انجام شود مدل سازي بر اساس دو پاسخ سختي ناگت و كاهش وزن ناگت در آزمايش سايش انجام شد جدول آناليز واريانس براي هر دو پاسخ رسم و آزمايش تاييديه انجام شد نتايج بهينه سازي شرايط 4 660 rpm 24 mm min وزني CNT و 3 پاس را به عنوان شرايط بهينه با سختي ناگت حدود 58 ويكرز و كاهش وزن 10 2 mg معرفي كردند مدلهاي ارائه شده به خوبي نتايج را پيش بيني كردند و نتايج واقعي با پيش بينيها بسيار نزديك بود هر دو مدل غيرخطي و انحنا دار بودند در فاز سوم با ثابت نگه داشتن ساير پارامترها به تغيير نوع پركننده پرداخته شد و از چهار پركننده نانو لوله كربني گرافن نانو ذره آلومينا گرافيت ذره اي و دو حالت هيبريدي از نانو لوله كربني و نانوآلومينا استفاده شد نتايج نشان داد كه خواص سختي و سايشي نمونه نانو لوله كربنيدار با نمونه هيبريدي نانو لوله كربني نانو آلومينا نسبت وزني 1 2 تقريبا مشابه است در فاز چهارم به مشخصه يابي نمونههاي فاز سوم پرداخته شد در ادامه پروفيل سختي نمونه بهينه حاصل از فاز سوم ارائه شد تصاوير متالوگرافي حاكي از ريزدانگي شديد نمونه بهينه و اندازه دانه در نمونه بهينه در حدود 2 ميكرون بود مكانيزم هاي سايش در نمونه بهينه تركيبي از سايش اكسنده چسبنده و خراشان تشخيص داده شد سطوح شكست نمونه كشش حكايت از ريزدانگي شديد و توزيع مناسب ذرات در زمينه داشت و حالت كلي شكست نرم بود آزمايش سوراخ كردن برشي افزايش حدود 02 مقاومت به برش و 01 كاهش ازدياد طول را نشان داد استحكام نهايي كششي در منطقه ناگت در حدود MPa 552 در مقايسه با 215 MPA نمونه خام بود آناليز تفرق اشعه ايكس تشكيل فاز جديدي را نشان نداد كلمات كليدي فرايند اصطكاكي اغتشاشي آلياژ منيزيم AZ31B كامپوزيت سازي سطحي نانو لوله كربن نانو آلومينا مشخصه يابي
چكيده انگليسي :
Abstract In this study surface compositing of AZ31B magnesium alloy has been investigated using friction stir processing using diverse fillers such as Carbon Nano Tube and Alumina nano particles Studied parameters were rotation speed 550 1500 rpm transverse speed 12 44 mm min number of passes 1 4 type of filler CNT Geraphene Graphite Alumina and mixtures of CNT and Alumina and the weight percent of filler 0 4 Microharness optical metallography field emission scanning electron microscopy energy dispersive spectroscopy analysis tensile and shear punch tests XRD analysis and pin on disk wear tests were employed for characterizations of the samples This study was done in four phases In the first phase FSP parameters were investigated and optimized and the accurate range for weight percent of CNT was distinguished The response in this stage was the hardness of nugget In phase two design of experiments DOE technique was implemented and investigated ranges became more limited leading to more precise optimization Modeling was based on two responses i e nugget hardness and weight loss in wear test ANOVA table for both responses were plotted and the confirmations test were done Optimized conditions were 24 mm min 660 rpm 4 wt and 3 passes by which the responses were 85 Vickers in nugget hardness and 10 2 mg in weight loss Introduced models predicted the responses well and actual values were very near to the predicted ones Both models had curvatures and were no linear In the third phase when the others parameters had been kept stable the type of filler was changed and four types of fillers CNT Graphen Alumina nano particles and Graphite and two hybride types mixture of CNT and Alumina nano particles were used The result showed that the wear and mechanical properties of the sample containing CNT was similar to those of the hybrid sample containing CNT nano Alumina 2 1 weight ratio In the fourth phase the optimized samples in previous phase were characterized The hardness profiles of the optimized samples of phase three were illustrated Metallographic studies indicated severe grain refinement in the samples by the grain size reaching to about 2 m Wear mechanisms in the samples were a mixture of adhesive abrasion oxidation and delamination wear Tensile fracture represented significant grain refinement and appropriate distribution of particle in the matrix and dimple rupture was the general type of fracture Sear punch tests showed 20 increase in shear strength and 10 decrease in elongation Ultimate tensile strength in nugget zone of the optimized sample was approximately 255 MPa in comparison to 215 MPa for the raw sample XRD analyses indicated production of no new phase during the process Key words Friction Stir Processing AZ31B Magnesium Alloy Surface compositing Carbon Nano Tube Nano Alumina Characterisation
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، بهزاد نيرومند
استاد داور :
حميدرضا سليمي جزي، مسعود عطاپور
