به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « فرآیند اصطکاکی اغتشاشی » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • حسین رحیمی آسیابرکی، پرویز اسدی، مصطفی اکبری*، مرتضی عزتی
    فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی یکی از فرآیندهای نوین در تولید کامپوزیت های زمینه فلزی می باشد. انتخاب پارامترهای مناسب جهت توزیع یکنواخت ذرات در این فرایند امری حیاتی است. یکی از پارامترهای مهم در این فرایند تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس های فرایند می باشد. در این مطالعه به بررسی اثر تعداد پاس و تغییر جهت دوران ابزار بر توزیع ذرات سیلیسیم کاربید در آلومینیوم 6061 پرداخته شده است. آلومینیوم 6061 یکی از آلیاژهای آلومینیوم با قابلیت رسوب سختی است که منیزیم و سیلیسیم عناصر اصلی آن را تشکیل می دهند. ابتدا نمونه هایی با استفاده از یک، دو و چهار پاس فرایند، با و بدون تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس های فرایند تولید می شوند. سپس با استفاده از عکس های ماکرو و میکروسکوپی نحوه توزیع ذرات در فلز پایه مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان داد تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار، تاثیر چشم گیری در توزیع یکنواخت ذرات دارد.
    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی-اغتشاشی, تعداد پاس, ذرات تقویت کننده, کامپوزیت}
    Hossein Rahimi Asiabaraki, Parviz Asadi, Mostafa Akbari *, Morteza Ezzati
    The friction stirring process is one of the new processes in the production of metal matrix composites. Choosing the right parameters for the uniform distribution of particles in this process is vital. One of the important parameters in this process is the number of processes passes and the change in the direction of the tool rotation between the process passes. In this study, the effect of the number of passes and the change in the tool rotation direction on the distribution of SIC particles in aluminum 6061 has been investigated. Aluminum 6061 is one of the hard deposit able aluminum alloys, in which magnesium and silicon are the main elements. First, samples are produced using one, two, and four process passes, with and without changing the tool rotation direction between the process passes. Then, the distribution of particles in the base metal is studied using macro- and microscopic photographs. The results showed that the number of processes passes and the change in the tool rotation direction have a significant effect on the uniform distribution of particles.
    Keywords: FSP, Number of Passes, Reinforcing particles, Composite}
  • محمد بزرگمهر، علی حیدری، کامران امینی*، محسن لوح موسوی، فرهاد غروی

    در مطالعه حاضر از فرایند اصطکاکی اغتشاشی(FSP) برای تولید کامپوزیت هیبریدی سطحی Al/ZrO2/ZrSiO4 در سرعت چرخش ثابت 1400 دور بر دقیقه و سرعت های پیشروی 20، 25، 5/31 و 40 میلی متر بر دقیقه استفاده گردید. لذا هدف از مطالعه مذکور بررسی تاثیر سرعت پیشروی ابزار بر ریزساختار، سختی و رفتار سایشی کامپوزیت هیبریدی سطحی فوق الذکر و مقایسه آن با آلومینیوم 5052 خام است. بررسی ها نشان داد، در اثر عملیات FSP یک ساختار ریزدانه ایجاد می گردد که با حضور ذرات ZrO2 و ZrSiO4 سختی و مقاومت سایشی نمونه ها در مقایسه با نمونه خام بهبود می یابد. همچنین نتایج نشان داد، در بین نمونه های FSP شده، نمونه با سرعت پیشروی 20 میلی متر بر دقیقه دارای بالاترین سختی و مقاومت سایشی است. دلیل این موضوع آنست که در این نمونه بدلیل سرعت پیشروی کمتر در مقایسه با سایر نمونه ها، گرمای بیشتری ایجاد شده که منجر به توزیع مناسب تر و ریزشدن بیشتر ذرات گردیده است. بنابراین در نمونه با سرعت پیشروی 20 میلی متر بر دقیقه، سختی و مقاومت سایشی در مقایسه با نمونه خام به ترتیب %3/27 و %9/68  افرایش می یابد. همچنین بررسی سطوح سایش نمونه ها نشان داد مکانیزم سایش در نمونه خام سایش چسبان قوی است که در اثر عملیات FSP و کامپوزیت سازی سطوح بدلیل ریز شدن دانه ها و افزایش سختی، مکانیزم سایش به چسبان ضعیف تبدیل شده است، لذا مقاومت به سایش نمونه های FSP بهبود یافته است.

    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی, کامپوزیت هیبریدی سطحی, سرعت پیشروی, اصلاح سطح, ذراتZrO2 و ZrSiO4}
    M. Bozorgmehr, A. Heidari, K. Amini*, M. Loh Mousavi, F. Gharavi

    In the present study, friction stir process (FSP) was used to produce AL/ZrO2/ZrSiO4 surface hybrid composite at a fixed rotation speed of 1400 rpm and traverse speeds of 20, 25, 31.5 and 40 mm/min. Therefore, the purpose of the mentioned study is to investigate the effect of tool traverse speed on the microstructure, hardness and wear behavior of the above-mentioned surface hybrid composite and compare it with base material aluminum 5052. Investigations showed that as a result of FSP operation, a fine-grained structure is created, which improves the hardness and wear resistance of the samples compared to the base sample with the presence of ZrO2 and ZrSiO4 particles. Also, the results showed that among the FSP samples, the sample with a speed of 20 mm/min has the highest hardness and wear resistance. The reason for this is that in this sample, due to the lower traverse speed compared to other samples, more heat has been generated, which has led to more suitable particle distribution and more fine particles. Therefore, in the sample with the traverse speed of 20 mm/min, the hardness and wear resistance increases by 27.3% and 68.9% respectively compared to the base material sample. Also, the examination of the wear surfaces of the samples showed that the wear mechanism in the base sample is strong adhesive wear, and as a result of the FSP operation and surface compositing due to the fineness of the grains and the increase in hardness, the wear mechanism has become weak adhesive, so the wear resistance of the sample is FSPs have been improved.

    Keywords: Friction Stir Process, Surface Hybrid Composite, Traverse Speed, Surface Modification, ZrO2, ZrSiO4 particles}
  • حسین ترابیان*، سیمین کمالی روستا، محمد جلوخانی نیارکی

    در این پژوهش با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برای تولید کامپوزیتهای سطحی با سرعت پیشروی و دورانی ثابت، نمونه در تعداد پاس های مختلف (یک، سه و پنج) ساخته و برای بدست آوردن محدوده تنش و انجام تنظیمات دستگاه و اعمال بارگذاری آزمون خستگی، تست کشش انجام می شود. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد با افزایش تعداد پاس، توزیع ذرات زمینه بهترشده و بیشترین استحکام تسلیم نمونه های کامپوزیتی، برای نمونه یک پاس می باشد نتایج حاصل تست خستگی نمونه ها مشخص شد نمونه سه پاس-دوم بیشترین عمر خستگی پرچرخه را بین کامپوزیت های ساخته شده دارد. هدف اینست با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی عیوب ریختگری را حذف و ریزساختار فلزی بهبود یابد نتیجتا سختی و استحکام فلز بهبودیافته و مقاومت به سایش، خستگی و خوردگی افزایش یابد و شکل پذیری بهبود یابد در نتیجه افزایش تعداد پاس منجر به توزیع همگن و یکنواخت ذرات تقویت کننده شده است. افزایش تعداد پاس سبب توزیع و جدایش بهتر ذرات کاربیدسیلیسیم در فاز زمینه شده است.

    کلید واژگان: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, تعداد پاس, رفتار کششی, رفتار خستگی کم چرخه}
    Hossein Torabian *, Simin Kamali Rousta, Mohammad Jelokhani Niaraki

    According to friction stir processing For production of surface composites with constant progress and rotational speed, samples are made in different number of passes (1,3.5) and to obtain the stress range and adjust the device and apply the fatigue and tensile test is performed. Results of micro-structure study showed that with increasing number of passes, the distribution of underlying particles is improved, and maximum yield strength is for one sample and three samples have the longest Hight cycle life fatigue. The goal is improve the metal micro-structure with the new friction stirring technique, result shown the strength of the metal is improved, and resistance to wear, fatigue and corrosion is increased, it causes improvement of form-ability, which results increase in the number of The pass has led to a homogeneous and uniform distribution of reinforcing particles, in fact, increasing the number of passes in the process has led to a better distribution and separation of silicon-carbide particles in ground phase.

    Keywords: Friction Stir Processing, pass numbers, Tensile Behavior, fatigue behavior high cycle}
  • مصطفی گلی، احمد افسری*، سید احمد به گزین، سید محمدرضا ناظم السادات

    از فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی برای تولید ماده کامپوزیتی با زمینه فلزی برروی آلیاژ پایه آلومینیمی 5083 به منظور بهبود خواص سختی و تریبولوژیکی استفاده شد. از پودر تقویت کننده دی بوراید تیتانیم و نانو لوله کربنی استفاده گردید و تعداد پاس ها برای انجام فرآیند تغییر داده شد. ریزساختار مواد کامپوزیتی تولید شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی و لایه های سطحی کامپوزیت توسط میکروسختی مورد بررسی قرار گرفتند. این روش در 4 پاس، باعث حداکثر 32.3 درصد افزایش سختی در نانو کامپوزیت سطحی حاصل از پودر نانو لوله کربنی و 21.6 درصد افزایش سختی در نانو کامپوزیت سطحی حاصل از پودر دی بورایدتیتانیم نسبت به فلز پایه گردید. نمونه های تولید شده با چهار پاس حاوی پودر نانو لوله کربنی، دارای سختی 8 درصد بیشتر از سختی نمونه هایی با پاس مشابه با پودر دی بورایدتیتانیم است. بیشترین مقاومت سایشی در 4 پاس حاصل گردید بطوریکه مقاومت سایشی حاصل شده در حالت استفاده از نانو لوله کربنی حدود 45 درصد بیش از حالت استفاده از پودر TiB2 بوده و عمر کاری قطعه در شرایط سایشی را می توان با این عملیات تا 3.5 برابر افزایش داد.

    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی-اغتشاشی, آلیاژ آلومینیم 5083, نانوکامپوزیت سطحی, مقاومت سایشی, سختی}
    Mostafa Gooli, Ahmad Afsari *, Sayed Ahmad Behgozin, Sayed MohammadReza Nazemassadat

    Friction stir process (FSP) was used to improve hardness and tribological properties of Al-5083 aluminum alloy through formation of metal matrix composite (MMC) material. The process involved the use of titanium diboride powder (TiB2) and carbon nanotubes reinforcing materials. The number of passes during the process was varied. Observations of the microstructure of the composite materials were made using scanning electron microscopy (SEM), while the composited surface layers were examined using microhardness testing. After conducting four passes using FSP, the surface nanocomposite obtained from carbon nanotubes and TiB2 yielded a maximum increase in hardness of 32.3%, and 21.6% compared to the base alloy respectively. Moreover, the samples produced with four passes, containing carbon nanotubes, showed a hardness 8% greater than the samples produced with the same number of passes, but with TiB2. Additionally, the highest wear resistance was also obtained using four passes. The wear resistance exhibited by the carbon nanotube-reinforced composite was approximately 45% greater than the TiB2 powder-reinforced composite. Hence, the use of FSP can potentially increase the working life of the part in wear conditions by up to 3.5 times.

    Keywords: Friction stir processing, AA5083 Aluminum Alloy, Surface Nanocomposite, Wear resistance, Hardness}
  • هادی قهرمان، محمود ابراهیمی، ابوذر اسحاقی اسکویی، محمد زادشکویان

    بررسی سازوکارهای ایجاد و رشد ترک و استخراج پارامترهای بحرانی شکست، از اهمیت ویژه ای در مواد مهندسی برخوردار است. ازاین رو مطالعه رفتار مکانیکی قطعات ترک دار تحت بار اعمالی طی فرایند تغییرشکل پلاستیک شدید اجتناب ناپذیر است. در پژوهش حاضر، رفتار مد یک شکست، خواص مکانیکی و ریزساختاری نمونه آلومینیم آلیاژی AA60601-T6 </strong>فرآوری شده با فرایند اصطکاکی-اغتشاشی موردمطالعه قرار گرفت. با استفاده از دستگاه فرز، فرایند مذکور تا یک پاس به کمک ابزاری از جنس فولاد گرم کار بر روی نمونه های آلومینیمی انجام گردیده و طی آن ناحیه اغتشاش باکیفیت مطلوب ایجاد شد. با توجه به نتایج آزمون کشش، استحکام تسلیم و کششی نمونه فرآوری شده به ترتیب به 39 و 37 درصد افزایش یافت. بر اساس نتایج آزمون خمش سه نقطه ای، چقرمگی شکست برای نمونه فرآوری شده برابر با MPa  86/10 به دست آمد که نشان دهنده 3/14 درصد افزایش نسبت به نمونه اولیه آنیل شده است. بر اساس نتایج متالوگرافی، متوسط اندازه دانه ها در نمونه های اولیه و فرآوری شده به ترتیب mm 35 و mm 15 اندازه گیری شد. لذا کاهش 57 درصدی اندازه دانه در نمونه فرآوری شده، با افزایش هم زمان استحکام و چقرمگی همراه است. بر این اساس، استفاده از روش اصطکاکی-اغتشاشی می تواند به طور قابل ملاحظه ای منجر به بهبود خواص مکانیکی و رفتار شکست آلومینیم شود.

    کلید واژگان: تغییرشکل پلاستیکی شدید, فرایند اصطکاکی-اغتشاشی, مکانیک شکست, چقرمگی شکست, رشد ترک}
    Hadi Ghahreman, Mahmoud Ebrahimi, Abuzar Es'haghi Oskui, Mohammad Zadshakoyan

    Crack nucleation mechanisms, its growth, and the determination of critical failure parameters are of industrial importance. Therefore, it is inevitable to study the mechanical behavior of cracked materials under applied load during severe plastic deformation. The present study studied the mode I fracture behavior, mechanical properties, and microstructure characterization of the 6061 aluminum alloy fabricated by friction stir processing (FSP). For this purpose, a milling machine made a perfect stirring zone to perform the FSP method with the specific non-consumable tool. According to the tensile test results, the yield and ultimate tensile strength of the FSP-processed sample have increased by 39% and 37%, respectively. Based on the three-point bending test, the fracture toughness of the processed aluminum was calculated as 10.86 MPa√m, which shows a 14.3% improvement compared to the as-received annealed state. Eventually, the average grain size of the annealed and processed samples was measured as 35 and 15, respectively, which indicated a 57% reduction in the aluminum grain size after FSP. Note that this grain refinement is associated with improved strength and toughness.

    Keywords: Severe plastic deformation, Friction stir processing, Fracture mechanics, Fracture toughness, Crack growth}
  • رامین کرمی، امیرموسی اباذری، محمود ابراهیمی

    در این تحقیق به بررسی پارامترهای فرآیندی و شرایط فرآوری سطحی آلیاژ آلومینیوم 6061 طی فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی پرداخته می شود. پارامترهای مهم جهت فرآوری نمونه ها در انجام این فرآیند پس از بررسی کامل انتخاب شده اند. تاثیر پارامترهای فرآیندی مختلف شامل سرعت دورانی، سرعت پیشروی و عمق فروروی ابزار و اندازه ذرات تقویتی پودر آلومینا بر روی استحکام کششی و ریز سختی و رفتار خوردگی نمونه ها موردبررسی قرارگرفته است. پس از تولید نمونه ها، آزمون کشش، شکست نگاری و سختی سنجی سطح رویه نمونه های موردمطالعه قرارگرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که فرآوری با افزودن ذرات آلومینا در سایز میکرومتری استحکام کششی نهایی، سختی و مقاومت به خوردگی را نسبت به ذرات نانومتری بهبود بیشتری می دهد. همچنین نتایج نشان می دهند که رفتار خوردگی پس از افزودن ذرات تقویتی آلومینا به دلیل کاهش سرعت، جریان و پتانسیل خوردگی نسبت به فلز پایه بهبود می یابد. ارزیابی میکرو ساختار نمونه های فرآوری شده پس از آزمون خوردگی نشان می دهد که ذرات تقویتی آلومینا در اندازه میکرومتری باعث کاهش میزان حفرات می شود و منجر به ایجاد سطح نمونه صاف تری می شود.

    کلید واژگان: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, کامپوزیت زمینه ی فلزی, آلومینیوم 6061, خواص مکانیکی, خوردگی}
    Ramin Karami, Amir Musa Abazari, Mahmoud Ebrahimi

    This paper presents an investigation into the process parameters and conditions of friction stir processing for aluminum alloy 6061. The effect of process parameters including speed, feed, tool penetration depth, and reinforcement particles on the strength, hardness, and corrosion behavior of the samples are investigated. Tensile test, fracture mapping, and surface hardness measurement, as important mechanical properties, are performed using broken samples. The obtained results show that adding alumina particles in micrometer size with friction stir processing improves the final tensile strength, hardness, and corrosion resistance. The results show that the corrosion behavior of the processed samples is improved by reducing the corrosion rate, corrosion current, and corrosion potential compared to the base metal. The microstructure of the processed samples after the corrosion test shows that samples with micrometer-sized alumina reinforcement particles have fewer holes than others and lead to a more polished and smoother surface.

    Keywords: Frictional stir processing, Composite metal base, Aluminum alloy 6061, Mechanical properties, Corrosion}
  • محمد جلوخانی نیارکی*، حسین ترابیان، سیمین کمالی روستا
    با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برای تولید کامپوزیت های سطحی با سرعت پیشروی و دورانی ثابت، نمونه ها در تعداد پاس های مختلف (یک، سه و پنج) ساخته و برای بدست آوردن محدوده تنش و انجام تنظیمات دستگاه و اعمال بارگذاری آزمون خستگی، تست کشش انجام می شود. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد با افزایش تعداد پاس، توزیع ذرات زمینه بهتر شده و بیشترین استحکام تسلیم نمونه های کامپوزیتی، برای نمونه یک پاس می باشد و نمونه پنج پاس، بیشترین عمر خستگی کم چرخه را در بین کامپوزیت های ساخته شده دارد. هدف این است با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی عیوب ریختگری را حذف و ریزساختار فلزی را بهبود دهیم در نتیجه سختی و استحکام فلز بهبود یافته و مقاومت به سایش، خستگی و خوردگی افزایش یابد و شکل پذیری بهبود یابد در نتیجه افزایش تعداد پاس منجر به توزیع همگن و یکنواخت ذرات تقویت کننده شده است در واقع افزایش تعداد پاس در این فرآیند سبب توزیع و جدایش بهتر ذرات کاربیدسیلیسیم در فاز زمینه شده است.
    کلید واژگان: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, رفتار کششی, رفتار خستگی کم چرخه}
    Mohammad Jelokhani Niaraki *, Hossein Torabian, Simin Kamali Rousta
    According to friction stir processing For production of surface composites with constant progress and rotational speed, samples are made in different number of passes (1,3.5) and to obtain the stress range and adjust the device and apply the fatigue and tensile test is performed. Results of micro-structure study showed that with increasing number of passes, the distribution of underlying particles is improved, and maximum yield strength is for one sample and five samples have the longest low cycle life fatigue. The goal is improve the metal micro-structure with the new friction stirring technique, result shown the strength of the metal is improved, and resistance to wear, fatigue and corrosion is increased, it causes improvement of form-ability, which results increase in the number of The pass has led to a homogeneous and uniform distribution of reinforcing particles, in fact, increasing the number of passes in the process has led to a better distribution and separation of silicon-carbide particles in ground phase.
    Keywords: Friction Stir Processing, tensile behavior, fatigue behavior low cycle}
  • مدل سازی تغییرات اندازه دانه منطقه اغتشاشی در آلیاژ آلومینیم 2024 برحسب پارامترهای اجرایی فرایند فرآوری اصطکاکی اغتشاشی
    عبدالله لعل پور*، مسعود مصلایی پور، علی اشرفی

    فرایند فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بر صفحات آلومینیوم آلیاژی 2024 در گستره نسبتا وسیعی از سرعت پیشروی(25 الی 63 میلی متر بر دقیقه) و سرعت چرخش(315 الی 800 دور بر دقیقه) انجام شد. تغیرات دمایی و اندازه دانه در منطقه اغتشاشی اندازه گیری و تعیین گردید و ارتباط بین اندازه دانه و دمای منطقه اغتشاشی مورد تحلیل و بررسی واقع شد. بررسی های انجام شده آشکار نمود که پارامترهای فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر میزان حرارت ایجاد در منطقه اغتشاشی تاثیر و موجب تغییرات اندازه دانه در این ناحیه مطابق با رابطه زنر- هالومن می شود. بررسی های انجام شده نشان داد که تغییرات اندازه دانه به متغیرهای اجرایی فرایند اصطکاکی اغتشاشی مرتبط می باشد و می توان این وابستگی را به صورت رابطه ریاضی نشان داد. همچنین بررسی های محاسباتی انجام شده نشان داد که نرخ کرنش اعمال شده حین فرایند اصطکاکی اغتشاشی مستقل از متغیرهای اجرایی این فرایند است و میزان آن در کل فرایند ثابت است.

    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی, زنر-هالومن, آلومینیوم آلیاژی 2024 و اندازه دانه}
    Modeling of stir zone grain size variation in the friction stir processed Al-2024 according to the FSP parameters
    A. Lalpour*, M. Mosallaee, A. Ashrafi

    In the present study, friction stir processing (FSP) technique was carried out on the AA2024 sheet at different traverse speed (63 to 250 mm/min) and rotation speed (315 to 800 rpm). The temperature and grain size of stirred zone (SZ) were measured and their relationship was analyzed and effect of FSP parameters on the grain size of SZ was determined. Experiment and analytical investigations revealed that SZ grain size complies the exponential temperature-dependent relationship and can be defined the mathematical equation. Calculations indicate that a change in operational variables (rotation and traverse speeds) makes no variation in strain rate, and it is constant.

    Keywords: Friction Stir Processing (FSP), Zener-Hollomon, Aluminum Alloy 2024, grain size}
  • احمد افسری*، علیرضا رهبر، مازیار جانقربان، بهداد جهانبین
    فرآیند اصطکاکی اغتشاشی روشی برای پردازش حالت جامد آلیاژهای فلزی می باشد. جهت انجام فرآیند از ماشین فرز FP4M و ابزار دوار غیرمصرفی برای ایجاد حرارت لازم و اختلاط بیشتر مس با پودر دی-اکسید تیتا نیم استفاده گردید. ورق پایه از جنس مس با خلوص 9/99 % است. حرارت ایجاد شده در طی فرآیند بر روی قطعه مسی و نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم موجود در شیار، منجر به تغییرات متالوژیکی در ریزساختار فلز پایه شده و منجر به تغییر اندازه دانه ها و شکل آنها می گردد. نمونه ها تحت عملیات متالوگرافی و بررسی های ریزساختی توسط میکروسکوپ نوری، XRD، آزمون های خوردگی و سایش قرار داده شدند. نتایج نشان می دهد که در ناحیه HAZ نزدیک به فرآیند، دانه ها بصورت ساختار ریز دانه محلول جامد مس، حاوی نواحی دوقلویی با میانگین اندازه دانه 14 بوده اما در ناحیه فرآیند، دانه ها بصورت ساختار اعوجاج و اغتشاش یافته محلول جامد مس تشکیل گردیدند. میانگین ضریب اصطکاک در نمودار سایش مس پایه، کمتر از یک است. با انطباق نمودار خوردگی نمونه مس پایه و نمونه مس اصطکاکی اغتشاشی، مشخص گردید که نمونه مس پایه از مقاومت به خوردگی بهتری برخوردار است.
    کلید واژگان: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, مس, دی-اکسید تیتانیوم. ریزساختار, سایش, خوردگی}
    Ahmad Afsari *, Alireza Rahbar, Maziar Janghorban, Behdad Jahanbeen
    The FSP is a method for solid state processing of metal alloys. FP4M milling machine and non-consumable rotary-tools were used to create the necessary heat and further mix copper with titanium-dioxide powder. The base plate is made of copper with a purity of 99.9%. The heat created during the process on the copper piece and the titanium-dioxide nanoparticles in the groove leads to metallurgical changes in the microstructure of the base metal and leads to changes in the size and shape of the grains. The samples were subjected to metallography and microstructure investigations by OP, XRD, corrosion and wear tests. The results show that in the HAZ area, the grains were in the form of a fine grain structure of copper solid solution, containing twin regions with an average grain size of 14, but in the process area, the grains were formed as a distorted and disturbed structure of copper solid solution. The average friction coefficient in the base copper wear diagram is less than one. By matching with the corrosion graph, the base copper sample has better corrosion resistance.
    Keywords: Friction Stir Processes, copper, Titanium dioxide. Microstructure, Wear, Corrosion}
  • هادی سلیمانی، محمدرضا نخعی*
    در این مقاله، از فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) برای افزودن درصدهای وزنی متنوع از نانوذرات کاربید سیلیسیم (SiC) به فاز پایه PA6/NBR استفاده شد. همچنین به کمک روش سطح پاسخ (RSM) براساس طرح باکس-بنکن، تاثیر سه متغیر سرعت چرخش ابزار دورانی (ω)، سرعت خطی ابزار (V) و درصد وزنی نانوذره کاربید سیلیسیم (S) بر خواص مکانیکی (مدول یانگ و استحکام ضربه ای) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور چگونگی پراکندگی نانوذرات در فاز پایه و اثر افزودن آن ها بر ریزساختار ترموپلاستیک الاستومر PA6/NBR، از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بهره گرفته شد. علاوه بر این، با استفاده از آزمون های گرماسنجی تفاضلی روبشی (DSC) و آنالیز حرارتی (TGA)، خواص حرارتی نمونه های PA6/NBR/SiC با درصدهای مختلف وزنی از نانوذرات کاربید سیلیسیم بررسی شد. مقادیر به دست آمده از معادلات رگرسیون نشان داد در شرایطی که سرعت چرخش ابزار دورانی 1200 دور بر دقیقه، سرعت خطی ابزار 20 میلی متر بر دقیقه و مقدار درصد وزنی نانوذره استفاده شده 8/3 باشد، حداکثر مدول یانگ و استحکام ضربه ای به ترتیب 18/665 مگاپاسکال و 26/62 ژول بر متر به دست خواهد آمد؛ همچنین دمای تبلور و دمای ذوب نیز به ترتیب تا مقادیر 198 و 8/222 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت.
    کلید واژگان: پلی آمید 6, آکریلونیتریل بوتادین, کاربید سیلیسیم, فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, روش سطح پاسخ}
    Hadi Soleymani, Mohammad Reza Nakhaei *
    In this article, the friction stir process (FSP) was used to add various weight percentages of silicon carbide (SiC) nanoparticles to the base phase of PA6/NBR. Also, the effect of three variables of the rotation speed tool (ω), traverse speed (V) and the weight percentage of silicon carbide nanoparticle (S) on the mechanical properties (young’s modulus and impact strength) were investigated by response surface methodology (RSM) based on the Box-Behnken design. Scanning electron microscope (SEM) was used to determine the dispersion of nanoparticles in the base phase and the effect of their addition on the microstructure of PA6/NBR thermoplastic elastomer. Moreover, the thermal properties of PA6/NBR/SiC samples with different weight percentages of silicon carbide nanoparticles were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermo gravimetric analysis (TGA). The values obtained from the regression equations showed that, under optimal conditions of the rotational speed of 1200 rpm, traverse speed of 20 mm/min and the weight percentage of nanoparticles of 3.8 wt. %, the maximum young's modulus and impact strength 665.18 MPa and 62.26 J/m, respectively could be obtained. Also the crystallization and melting temperature increased to 198 and 222.8 °C, respectively.
    Keywords: polyamide 6, Acrylonitrile butadiene rubber, Silicon carbide, Friction Stir Process, Response Surface Methodology}
  • غلامرضا غفاری، مینا صفا، فرزاد سلیمانی، غلامرضا خلج*
    مقدمه

    در این پژوهش، ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیم 6061 با نانو ذرات تقویت کننده گرافن تولید شده با روش اصطکاک اغتشاشی (FSP) بررسی شد. سرعت چرخش ابزار از 112 الی 280 دور بر دقیقه، سرعت حرکت ابزار در بازه 5/31 الی 20 میلی متر بر دقیقه و شیب ابزار مخروطی در 2، 5/2 و 3 درجه تنظیم گردید.

    روش

    مشخصه یابی با آزمایش های کشش، میکروسختی، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) همراه با طیف سنجی انرژی اشعه ایکس (EDS) و میکروسکوپ نوری (OM) صورت گرفت.

    یافته ها

    با افزایش نسبت سرعت چرخش به سرعت حرکت ابزار (پیشروی بر دور) از 07/0 تا 28/0 و افزایش زاویه ابزار از 2 تا 3 درجه، استحکام کششی از 338 تا 396 مگاپاسکال، استحکام تسلیم از 319 تا 383 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 9/10 تا 3/12 درصد افزایش داشته است. همچنین میکرو سختی در ناحیه فرآیند شده از 273 تا 400 ویکرز افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    در نهایت نمونه با زاویه نوک ابزار 3 درجه، سرعت چرخش ابزار 112 دور بر دقیقه و سرعت حرکت ابزار 5/31 میلیمتر بر دقیقه به عنوان حالت بهینه خواص استحکام و انعطاف پذیری انتخاب شد.

    کلید واژگان: آلومینیم, نانوکامپوزیت, فرایند اصطکاکی اغتشاشی, گرافن, خواص مکانیکی}
    Gholamreza Ghafari, Mina Safa, Farzad Soleymani, Gholamreza Khalaj *
    Introduction

    In this research, the structure and mechanical properties of aluminum 6061 composite with graphene reinforcing nanoparticles produced by friction stir method (FSP) were investigated. The rotation speed of the tool was set from 112 to 280 rpm, the speed of the tool movement in the range of 31.5 to 20 mm/min and the slope of the conical tool was set at 2, 2.5 and 3 degrees.

    Methods

    Characterization was done by tensile tests, microhardness, field emission scanning electron microscope (FESEM) along with X-ray energy spectroscopy (EDS) and optical microscope (OM). The results show that in the presence of graphene as a reinforcement, the mechanical properties are improved.

    Findings

    By increasing the ratio of rotation speed to tool movement speed (advance per revolution) from 0.07 to 0.28 and increasing the tool angle from 2 to 3 degrees, tensile strength enhanced from 338 to 396 MPa, yield strength from 319 to 383 MPa and the elongation increase has increased from 10.9 to 12.3 percent. Also, the micro-hardness in the nugget area increased from 273 to 400 Vickers.

    Keywords: Aluminium, Nanocomposite, friction stir process, Graphene, mechanical properties}
  • محمدجواد مرزبان، سید احمد به گزین، مازیار جانقربان، احمد افسری*

    فرآیند اصطکاکی اغتشاشی یک فن پالایش دانه بوده و برای تبدیل یک ریزساختار ناهمگن به ریزساختار همگن تراستفاده فرایند اصطکاک-اغتشاشی برای اصلاح ساختار وخواص آلیاژهای آلومینیوم، مس، منیزیم وفولادها بکار گرفته شده است ولی میزان تحقیقات مرتبط با فولاد در این مورد بسیار کمتر است. با توجه به این که فولادها علاوه بر آلیاژهای آلومینیم، مس و منیزیم دارای خواص مهندسی خوب و کاربردهای بسیار فراوان در صنعت هستند، نیاز به بررسی بیشتر انواع فولاد با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی احساس می شود. در این رابطه، تحقیق حاضر به بررسی تاثیر فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بر اندازه دانه، سختی و مقاومت سایشی فولاد Ck45 در اثر تغییر تعداد پاس و طراحی ابزار می پردازد. در این تحقیق نشان داده شد که روش اصطکاکی اغتشاشی روش موثری برای افزایش سختی و مقاومت سایشی در این فولاد می تواند باشد به گونه ای که افزایش تعداد پاس باعث تولید حرارت بیشتر بر واحد طول شده و همچنین باعث تاثیر گذاری بر اندازه دانه ها، سختی و احتمالا نفوذ اتمی می گردد. بطور کلی در فرایند اصطکاکی-اغتشاشی با افزایش تعداد پاس، اندازه دانه ها در ناحیه اغتشاشی بزرگتر می شود در حالیکه سختی نهایی و مقاومت سایشی تحت تاثیرات مشترک اندازه دانه و سختی تعیین می گردد. نتایج حاکی از آن است که سختی تا 42 درصد افزایش و میزان سایش تا 85 درصد نسبت به نمونه اولیه توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی کاهش یافته است.

    کلید واژگان: فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی, فولاد Ck45, اندازه دانه, سختی, مقاومت سایشی}
    MohammadJavad Marzban, Seyed Ahmad Behgozin, Maziar Janghorban, Ahmad Afsari *

    Friction stir processing is widely used for improvement of properties and microstructure of Aluminum, Copper and Magnesium alloys but investigation on steels are limited. Due to the fact that steel alloys, in addition to aluminum, copper and magnesium alloys, have good engineering properties and vast applications in the industry, they need to be processed by friction-stirring process. In this regard, the present research examines the effect of frictional stirring process on grain size, hardness and wear resistance of Ck45 steel due to the number of passes and tool design. In this research, it was shown that the friction-stirring method can be an effective method to increase the hardness and wear resistance of this steel in such a way that increasing the number of passes causes more heat generation per unit length and also affects the grain size, hardness and probably atomic penetration. In general, with the increase in the number of passes, the size of the grains in the stirring area becomes larger, while the final hardness and wear resistance are determined under the joint effects of grain size and hardness. The results indicate that the hardness has increased by 42% and the amount of wear has decreased by 85% compared to the original sample by the frictional stirring process.Keywords

    Keywords: FSP. Ck45 steel, Grain Size, Hardness, Wear resistance}
  • غلامرضا خلج*، غلامرضا غفاری، بهرام عبدالملکی

    یکی از مشکلات اساسی در خطوط لوله نفت و گاز، خوردگی سایشی روی لبه های کانال جریان در مجرابند شیر آلات سماوری و توپی است. در شرایط معمول که گاز با فشاری حدود 145 بار و سرعت تقریبی 70 فوت بر ثانیه در حال حرکت است؛ ذرات معلق موجود در گاز با لبه های کانال جریان مجرابند برخورد کرده و باعث فرسایش شدید روی آنها می شود. مقاومت در برابر سایش فولادها عمدتا به خواص سطحی آنها بستگی دارد و می توان با افزایش سختی سطح توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP)، مقاومت به سایش را افزایش داد. در این مطالعه، فولاد A216-WCB که در ساخت قطعات ریختگی شیرها، فلنجها و اتصالات به کار می رود، با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی در حالت بهینه پارامترهای فرایند، یک و سه پاس فرایند شد. ریزساختار، سختی و خواص سایش منطقه فرایند شده مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج بررسی مشخص شد که دو ناحیه متمایز، منطقه اغتشاشی (SZ) و منطقه متاثر حرارتی- مکانیکی (TMAZ)، در ناحیه فرایند شده تشکیل شده اند. در اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی، اندازه دانه فریتی در منطقه اغتشاشی از 25 میکرون به حدود 3 میکرون کاهش یافت. سختی منطقه اغتشاشی از 165 ویکرز به حدود 780 افزایش یافت. همچنین مقاومت به سایش منطقه اغتشاشی تا 2.5برابر افزایش یافت.

    کلید واژگان: شیر آلات مخروطی, فولاد ریختگی, خوردگی سایشی, خطوط لوله گاز, فرآیند اصطکاکی اغتشاشی}
    Gholamreza Khalaj *, Gholamreza Ghaffari, Bahram Abdolmaleki

    One of the main problems in oil and gas pipelines is abrasion corrosion on the edges of the flow channel in the plug and ball valves. Under normal conditions, the gas is moving at a pressure of about 145 bar and an approximate speed of 70 feet per second; The suspended particles in the gas collide with the edges of the flow channel and cause severe erosion on them. Abrasion resistance of steels depends mainly on their surface properties and can be increased by increasing the surface hardness by friction stir processing (FSP). In this study, A216-WCB steel, which is used in the manufacturing of casting parts for valves, flanges and fittings, was processed using a friction stir process for one and three passes. The microstructure, hardness and wear properties of the processed area were investigated. The results showed that two distinct zones, the stir zone (SZ) and the thermo-mechanical affected zone (TMAZ), are formed in the processed zone. Due to the friction stir process, the ferrite grain size in the stirring region decreased from 25 microns to about 3 microns. The hardness of the stir zone increased from 165 Vickers to about 780 HV. Also, the abrasion resistance of the stirring area increased up to 2.5 times.

    Keywords: Cone valves, cast steel, abrasion corrosion, gas pipelines, friction stir process}
  • هادی سلیمانی، محمدرضا نخعی امرودی*، قاسم نادری

    در این مقاله، افزودن نانوذرات کاربید سیلیسیم (SiC) به وسیله فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) به ترکیب پلی آمید 6 (PA6)/ لاستیک آکریلونیتریل بوتادین (NBR) انجام گرفت. بهینه سازی پارامتر های فرایندی سرعت دورانی پین (ω) و سرعت خطی شولدر (V) و پارامتر موادی مقدار نانوذره کاربید سیلیسیم (S) نیز در جهت دستیابی به پاسخ های مکانیکی بهینه استحکام کششی و تغییر طول در هنگام شکست از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. اعتبار سنجی نتایج مکانیکی با استفاده از مقایسه ریزساختار نمونه های نانوکامپوزیتی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. با استفاده از مدل های ریاضی، نتایج نشان داد که استحکام کششی و تغییر طول در هنگام شکست با افزایش سرعت چرخش از 800 rpm به 1200 rpm در مقادیر ثابت کاربید سیلیسیم و سرعت خطی افزایش می یابد. بعلاوه، نتایج بهینه سازی اثبات کرد، با انتخاب مقادیر 1200 rpm، 20 mm/min و 2.784 wt.% کاربید سیلیسیم به ترتیب به عنوان پارامتر های فرایندی و موادی، شرایط برای دستیابی به حداکثر مقدار استحکام کششی و تغییر طول در هنگام شکست به طور همزمان فراهم خواهد شد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مشاهده شد، تغییرات در خواص مکانیکی به تغییر اندازه فاز الاستومری NBR در ریزساختار نمونه های مختلف وابسته است.

    کلید واژگان: پلی آمید 6, لاستیک آکریلونیتریل بوتادین, کاربید سیلیسیم, فرایند اصطکاکی اغتشاشی, روش سطح پاسخ}
    Hadi Solymani, Mohammad Reza Nakhaei *, Ghasem Naderi

    In this paper, the addition of silicon carbide (SiC) nanoparticles to polyamide 6 (PA6) / acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) blends was performed by friction stir process. In order to achieve optimal mechanical responses of tensile strength and elongation at break, response surface methodology (RSM) was used to optimize the process parameters of rotational speed (ω), traverse speed (V) and material parameter as silicon carbide nanoparticles (S) content. The validation of the mechanical results was done with compare the microstructure of nanocomposite samples by scanning electron microscopy (SEM). Using mathematical models, the results showed that tensile strength and elongation at break are increased by increasing the rotational speed from 800 rpm to 1200 rpm when the values of silicon carbide content and traverse speed are constant. By selecting the rotational speed of 1200 rpm, traversed speed of 20 mm/min, and 2.784 wt.% of SiC process and material parameters, the maximum tensile strength, and elongation at break can be achieved. Observation of scanning electron microscopy images confirmed that the changes in mechanical properties are related to the changes in the elastomeric phase of NBR.

    Keywords: Polyamide 6, Acrylonitrile Butadiene Rubber, Silicon Carbide, Friction stir process, Response surface methodology}
  • حسین رحیمی آسیابرکی، مصطفی اکبری*، پرویز اسدی
    آلیاژهای Al-Si معمولا در تولید قطعات خودرو از جمله پیستون و سیلندر استفاده می شوند. اگرچه این آلیاژ ویژگی های مطلوبی را برای استفاده در خودرو ارایه می دهد، اما چندین ویژگی ریزساختاری مانند وجود سیلیسیوم های سوزنی شکل یا دندریت ها، عملکرد قطعات تولیدشده را مختل می کند. در این مطالعه، از ذرات تقویت کننده ZrO2برای تولید کامپوزیت های زمینه فلزی به وسیله فرآیند اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. ابتدا ویژگی های ریزساختاری ناحیه اغتشاشی (SZ) نمونه های تولیدشده با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرایند اصطکاکی اغتشاشی ویژگی های ریزساختاری فلز پایه ازجمله اندازه ذرات سیلیسیومی و توزیع این ذرات در فلز پایه را بهبود می بخشد. سپس توزیع ذرات و کیفیت پیوند بین ذرات تقویت کننده ZrO2 و آلومینیوم با استفاده از SEM مورد بررسی قرار گرفت. سپس برای تعیین خواص مکانیکی و سایش کامپوزیت ها، آزمون های سختی و سایش انجام شد. آزمایش های سایش پین بر دیسک با سرعت های 1 متر بر ثانیه و 2 متر بر ثانیه و بارهای اعمالی 5 نیوتن، 10 نیوتن و 20 نیوتن انجام شد. نتایج آزمون سایش نشان داد که مقاومت به سایش کامپوزیت تولیدشده در مقایسه با آلیاژ پایه حدود 172 درصد بهبود یافته است.
    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی, ریزساختار, آلیاژ پیستون, ذرات تقویت کننده, سایش}
    Hossein Rahimi Asiabaraki, Mostafa Akbari *, Parviz Asadi
    Al-Si alloys are commonly used in the manufacture of auto parts, including pistons. Although this alloy offers desirable properties for use in pistons, several microstructural properties, such as the presence of needle-like silicones or dendrites, interfere with the performance of the components produced. In this study, ZrO2 reinforcing particles were used to produce metal-based composites by friction stir process. First, the microstructural characteristics of the stir zone (SZ) of the samples produced were studied using a optical microscope. The results showed that the friction stir process improves the microstructural properties of the base metal, including the size of the silicon particles, and the distribution of these particles in the base metal. Then the particle distribution and bond quality between ZrO2 and aluminum reinforcing particles were investigated using SEM. Then, hardness and wear tests were performed to determine the wear and hardness of the composites. Pin-on-disk wear tests were performed at speeds of 1 m / s and 2 m / s and normal applied loads of 5 N, 10 N and 20 N. The wear test results showed that the wear resistance of the produced composite was improved by about 172% compared to the base alloy.
    Keywords: FSP, Microstructure, Piston alloy, Reinforcing particles, Wear}
  • احسان منصوری*، حسن هوشنگی، میلاد صالحی
    فرآیند اصطکاکی اغتشاشی یک روش حالت جامد است که برای اصلاح سطح، بهبود خواص مکانیکی و تولید کامپوزیت استفاده می گردد. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر کامپوزیت سازی سطحی آلیاژ AZ31B/CNT با نانولوله های کربنی، به روش فرآیند اصطکاکی اغتشاشی و با استفاده از آنالیز حساسیت سوبل پرداخته شده است. پارامترهای ورودی در این پژوهش، سرعت پیشروی، سرعت چرخش، درصد وزنی نانولوله های کربنی و تعداد پاس های جوشکاری و همچنین خروجی های در نظر گرفته شده شامل سختی و کاهش وزن بوده است. به منظور تحلیل و واکاوی نتایج، از آنالیز حساسیت سوبل برای بررسی تاثیر کیفی و کمی ورودی ها بر خروجی ها استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که به ترتیب، درصد وزنی نانولوله های کربنی، سرعت چرخش، تعداد پاس های جوشکاری و سرعت پیشروی بر سختی تاثیرگذار است. همچنین درصد وزنی نانولوله های کربنی، سرعت چرخش، تعداد پاس های جوشکاری و سرعت پیشروی بر کاهش وزن نیز تاثیرگذار هستند.
    کلید واژگان: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, آنالیز حساسیت, آنالیز حساسیت سوبل, نانو کامپوزیت}
    Ehsan Mansouri *, Hasan Hooshangi, Milad Salehi
    The perturbation friction process is a solid state method used to modify the surface, improve mechanical properties, and produce composites. In this research, the effect of effective parameters on the surface compositing of AZ31B / CNT alloy with carbon nanotubes has been investigated by the frictional perturbation process method and Sobel sensitivity analysis. Input parameters in this study were advance speed, rotation speed, weight percentage of carbon nanotubes and number of welding passes, as well as considered outputs including hardness and weight loss. In order to analyze the results, Sobel sensitivity analysis has been used to investigate the qualitative and quantitative impact of inputs on outputs. The results of this study showed that the weight percentage of carbon nanotubes, rotation speed, number of welding passes and advancement speed affect hardness, respectively. The weight percentage of carbon nanotubes, the rotation speed, the number of welding passes and the advancing speed also affect the weight loss.
    Keywords: friction stir, process, Sensitivity analysis, Sobel sensitivity analysis, Nano composite}
  • محمد رضا هادوی، فرامرز آشنای قاسمی*، حسن جعفری
    در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی به روش اجزاء محدود تاثیر خوردگی آب شور دریا روی عمر خستگی آلیاژ آلومینیوم 5083 جوشکاری شده به روش قوس با گاز محافظ و پس از اعمال فرآیند اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفته است. صفحاتی با ابعاد مختلف 1/49 تا 8/49 سانتی متر مکعب مدل سازی و سپس با خسارت خوردگی به شکل مخروطی شکل، با قطر و ارتفاع متفاوت و توزیع تصادفی شبیه سازی شدند. در ادامه، با لحاظ خواص مکانیکی مطابق با نتایج تجربی توسط حل گر نرم افزار آباکوس عمر خستگی مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج تاثیر خسارت ناشی از خوردگی و خواص مکانیکی آلیاژ روی عمر خستگی و همچنین تاثیر خوردگی بر عمر مفید آلیاژ آلومینیوم بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان خوردگی آلیاژ آلومینیم مقاومت کمتری را در مقابل خستگی داشت، به گونه ای که با ایجاد تقریبا 8/1% خوردگی در سطح نمونه، 6/5% کاهش سیکل را حاصل نمود. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی در تحلیل خوردگی خستگی آلیاژ آلومینیوم به روش تنش- عمر، از پژوهش های دیگر محققین استفاده شد که نتایج حاصل مطابقت خوب شبیه سازی با نتایج تجربی محققین را نشان می دهد.
    کلید واژگان: آلیاژ آلومینیم, فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, اجزاء محدود, خوردگی خستگی, خواص مکانیکی}
    Mohammad Reza Hadavi, Faramarz Ashenai Ghasemi *, Hassan Jafari
    In this study, using finite element simulation, the effect of seawater corrosion on the fatigue life of 5083 aluminum alloy welded by shielding gas method after turbulent friction process has been investigated. Plates with different dimensions of 49.1 to 49.8 cm3 were modeled and then simulated with conical corrosion attacks, having different diameters and heights and random distribution. Afterward, considering experimentally mechanical properties reported by other researchers, fatigue life was analyzed through ABAQUS software solver. The results of corrosion as well as material properties effects on fatigue life and also the effect corrosion of the useful life of the aluminum alloy were investigated. The results showed that by increasing the corrosion rate of aluminum alloy, it had less resistance to fatigue, so that by creating approximately 1.8% corrosion on the sample surface, a 5.6% reduction in cycle was achieved. The validation of the simulation results in corrosion fatigue analysis, obtained in the present study through the stress-life method, with the use of the results published by other researchers, reveals a good agreement.
    Keywords: Aluminum alloy, Friction stir process, finite element method, Corrosion-Fatigue, Mechanical properties}
  • عبدالله لعل پور، مسعود مصلایی پور، علی اشرفی*

    فرایند اصطکاکی اغتشاشی روی ورق آلومینیوم آلیاژی 2024 با ضخامت 5/2 میلیمتر انجام شد. تغییر در شکل و اندازه دانه ها در منطقه متاثر از کار مکانیکی- حرارتی، وابستگی زیادی به متغیرهای اجرایی فرایند اصطکاکی اغتشاشی دارد. در این تحقیق اثر سرعت چرخش بر تغییرات ساختاری و خواص مکانیکی ایجاد شده در منطقه متاثر از کار مکانیکی- حرارتی، در سرعت پیشروی ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد؛ در منطقه پیشرو با تغییر سرعت چرخش از 315 دور بر دقیقه به 500 دور بر دقیقه، اندازه دانه میانگین از شش میکرومتر به سه میکرومتر کاهش یافت و با افزایش سرعت چرخش ابزار از 500 دور بر دقیقه به 800 دور بر دقیقه، اندازه دانه از سه میکرومتر به 7 میکرومتر افزایش یافت. همچنین در منطقه پسرو با افزایش سرعت چرخش ابزار از 315 دور بر دقیقه به 500 دور بر دقیقه، اندازه دانه میانگین از 7 میکرومتر به 4 میکرومتر کاهش یافت و با افزایش سرعت چرخش از 500 دور بر دقیقه به 800 دور بر دقیقه، اندازه دانه میانگین از چهار میکمتر به هشت میکرومتر افزایش یافت. همچنین اندازه دانه میانگین منطقه پیشرو بیشتر از منطقه پسرو بود. خواص مکانیکی منطقه پسرو و پیشرو مشابه بود.

    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی, تبلور مجدد, منطقه متاثر از حرارت و کار مکانیکی, منطقه پیشرو, منطقه پسرو}
    Abdollah Lalpour, Masoud Mosallaee, Ali Ashrafei

    Friction stir processing (FSP) was performed on a 2024 aluminum alloy sheet with a thickness of 2.5 mm. Determination of the parameters affecting on the microstructure is very important to investigate the grain size changes in Thermo-Mechanically Affected Zone (TMAZ). In this study, were investigated the effect of tool rotation speed on the microstructure and mechanical properties of the areas around the stir zone when keeping the traverse speed constant. The average grain size in advancing side were decreased from 6 μ to 3 μ by increasing rotation speed from 315 to 500 rpm and were increased from 3μ to 7μ by increasing rotation speed from 500 to 800 rpm. The average grain size in retreating side were decreased from 7μ to 4μ by increasing rotation speed from 315 to 500 rpm and were increased from 4μ to 8μ by increasing rotation speed from 500 to 800 rpm. Also the advancing side’s grain size was smaller than that of the retreatin side. The mechanical properties of advancing and retreating sides were semillar.

    Keywords: Friction Stir Processing (FSP), Recrystallization, Thermo-Mechanically Affected Zone (TMAZ), Advancing Side (AD), Retreating Side (RS)}
  • محمدرضا هادوی، فرامرز آشنای قاسمی*، حسن جعفری

    در مقاله حاضر، تلاش شده است که به روش تجربی، خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم 5083 جوشکاری شده با گاز محافظ بی اثر توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی تحلیل شود. برای این منظور، فرآیند، در سه سرعت چرخش 500 ،750 و 1000 دور بر دقیقه و با سرعت پیشروی 100 سانتی متر در دقیقه صورت گرفت. به منظور دستیابی به میزان تاثیر فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بر ریزساختار آلیاژ مورد آزمایش، نمونه های جوشکاری شده و تحت فرآیند قرار گرفته، مورد مطالعه قرار گرفتند. همچنین، ریزسختی و استحکام کششی هر یک از نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. سپس با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، مقدار بهینه سرعت چرخش محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ساختار منطقه متاثر از حرارت را بطور قابل توجهی ریزتر می کند و علاوه بر این، موجب کاهش موثر نقص هایی نظیر تخلخل و عدم ترشوندگی ناشی از منطقه ذوب جوش می شود. از طرف دیگر، نتایج حاصل از بهینه سازی بیانگر آن است که مناسب ترین استحکام، در سرعت دورانی820 دور در دقیقه به دست می آید. در این سرعت، اندازه دانه ها در مقایسه با منطقه متاثر از حرارت در حالت پایه، 96٪ کاهش می یابد. تصاویر سطح مقطع شکست نمونه بهینه، بر خلاف نمونه های دیگر، نشانگر این است که شکست در قسمت پنجه جوش اتفاق نیفتاده است، که این را می توان به حذف حفره های موجود در پنجه جوش توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی نسبت داد.

    کلید واژگان: آلیاژ آلومینیم, فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, ریزساختار, خواص مکانیکی, الگوریتم ژنتیک}
    Mohammad Reza Hadavi, Faramarz Ashenai Ghasemi *, Hassan Jafari

    In the present paper, an attempt has been made to improve the mechanical properties of 5083 aluminum alloy welded by metal inert gas method followed by frictional stir process using an experimental method. For this purpose, the FSP process was performed in three rotation velocities of 500, 750, and 1000 rpm and with a forward velocity of 100 cm/min. In order to achieve the effect of FSP process on the microstructure of the tested alloy, welding samples, as well as frictional stir process samples, were studied. Thus, the microhardness and tensile strength of each sample were investigated. Then, using the genetic algorithm method, the optimal value of the rotation velocity was calculated. The results showed that the FSP process makes the heat affected area finer in terms of granulation and in addition, defects such as porosity and non-wettability due to the molten weld area are reduced or eliminated by the frictional stir process. On the other hand, the results of optimization indicate that the most suitable strength is obtained at a rotational velocity of 820 rpm. At this speed, the grain size is reduced by 96% compared to the heat affected area in the initial base state. Also, the cross-sectional images of the optimal sample fracture, unlike other samples, show that the fracture did not occur in the weld area, which can be attributed to the removal of cavities in the welded area by the frictional stir process.

    Keywords: Aluminum alloy, Friction stir process, Microstructure, Mechanical properties, genetic algorithm}
  • بهنام لطفی*، حامد فتوحی، زهره صادقیان

    در این پژوهش کامپوزیت درجای سطحی TiC-Al- Al3Ni به روش فرایند اصطکاکی اغتشاشی با استفاده از پودر فعال 20 ساعت آلیاژسازی مکانیکی شده با موفقیت ساخته شد. ریزساختار، سختی و رفتار سایشی کامپوزیت های حاصل پس از 2 و 6 پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی مورد ارزیابی قرار گرفت. ریزساختار پودر آلیاژسازی مکانیکی شده و کامپوزیت حاصل از فرایند اصطکاکی اغتشاشی با استفاده از میکروسکوپ های نوری، الکترونی روبشی انتشار میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج انرژی (EDS) بررسی شد. یافته های آزمایش نشان داد در حین فرایند اصطکاکی اغتشاشی در فصل مشترک پودر آلیاژسازی مکانیکی شده و آلومینیم زمینه واکنش درجا اتفاق افتاده و منجر به تشکیل و توزیع ترکیبات Al3Ni و TiC در حین فرایند اصطکاکی اغتشاشی در زمینه می شود. ترکیبات Al3Ni و TiC منجر به افزایش سختی و بهبود مقاومت سایشی کامپوزیت های درجا شد. سختی در کامپوزیت حاصل از 6 پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی (HV 70) نسبت به فلز پایه (HV 25 ≈) حدود 280% افزایش یافت و کامپوزیت حاصل از 2 پاس به دلیل واکنش ناقص و توزیع غیر همگن ذرات پودر سختی غیر یکنواخت نشان داد. مکانیزم های سایش چسبان و خراشان برای فلز پایه و کامپوزیت حاصل از 2 پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی و مکانیزم خراشان برای کامپوزیت های درجای حاصل از 6 پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی به عنوان مکانیزم های غالب تشخیص داده شد.

    کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی, ریزساختار, رفتار سایشی, واکنش درجا}
    Hamed Fotoohi*, Behnam Lotfi, Zohreh Sadeghian

    In this study, in situ Al-Al3Ni-TiC surface composite was successfully fabricated by friction stir processing (FSP) of AA1050 alloy. For this purpose mechanically alloyed Ni-Ti-C powder mixture prepared by high energy milling for a total duration of 20h, was inserted into Al substrate. Microstructure, microhardness and wear behavior of the composites obtained from 2 and 6 FSP passes were evaluated. Microstructural examinations of MAed powder and composite were performed using an optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM) equipped with microprobe elemental analysis. The results of the experiments showed that in situ reaction occurred between MAed powder and matrix during friction stir processing and resulted in the formation and distribution of Al3Ni and TiC compounds in the matrix. Al3Ni and TiC compounds increased the hardness and improved the wear resistance of in situ composites.The hardness of the composite obtained from 6 FSP passes (70 HV) increased about 280% compared to the base metal (≈25 HV). The composite obtained from 2 FSP passes showed non-uniform hardness due to incomplete reaction and inhomogeneous distribution of powder particles. The dominant wear mechanisms were identified as abrasive wear and adhesive wear for the base metal and composite obtained from 2 FSP passes, and abrasive wear for the composite obtained from 6 FSP passes.

    Keywords: Friction stir processing, microstructural, wear behavior, In-situ reaction}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال