بررسی اثر تعداد پاس و تغییر جهت دوران ابزار بر توزیع ذرات تقویت‌کننده در فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت‌علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

2 عضو هیئت‌علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران

3 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران

چکیده

فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی یکی از فرآیندهای نوین در تولید کامپوزیت‌های زمینه فلزی می‌باشد. 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 پاس‌های فرایند می‌باشد. 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 می‌دهند. ابتدا نمونه‌هایی با استفاده از یک، دو و چهار پاس فرایند، با و بدون تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس‌های فرایند تولید می‌شوند. سپس با استفاده از عکس‌های ماکرو و میکروسکوپی نحوه توزیع ذرات در فلز پایه مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج نشان داد تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار، تأثیر چشم‌گیری در توزیع یکنواخت ذرات دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of the passes number and changing the tool rotation direction on the distribution of reinforcing particles in the FSP

نویسندگان [English]

  • Hossein Rahimi Asiabaraki 1
  • Parviz Asadi 2
  • Mostafa Akbari 1
  • Morteza Ezzati 3
1 Faculty Member, Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
2 Faculty Member, Department of Mechanical Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
3 MSc Graduate, Department of Mechanical Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

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.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FSP
  • Number of Passes
  • Reinforcing Particles
  • Composite
[1] Lee SH, Saito Y, Sakai T, Utsunomiya H. Microstructures and mechanical properties of 6061 aluminum alloy processed by accumulative roll-bonding. Materials Science and Engineering: A. 2002 Feb 28;325(1-2):228-35. doi: 10.1016/S0921-5093(01)01416-2
[2] Xu B, Jiang P, Geng S, Wang Y, Zhao J, Mi G. In-situ reactions and mechanical properties of 6061 aluminum alloy weld joint with SiCp by laser melting injection. Materials & Design. 2021 May 1;203:109538. doi: 10.1016/j.matdes.2021.109538
[3] Hsissou R, Seghiri R, Benzekri Z, Hilali M, Rafik M, Elharfi A. Polymer composite materials: A comprehensive review. Composite structures. 2021 Apr 15;262:113640. doi: 10.1016/j.compstruct.2021.113640
[4] Egbo MK. A fundamental review on composite materials and some of their applications in biomedical engineering. Journal of King Saud University-Engineering Sciences. 2021 Dec 1;33(8):557-68. doi: 10.1016/j.jksues.2020.07.007
[5] Akbari M, Asadi P, Behnagh RA. Modeling of material flow in dissimilar friction stir lap welding of aluminum and brass using coupled eulerian and lagrangian method. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021 Mar;113:721-34. doi: 10.1007/s00170-020-06541-x
[6] Asadi P, Mirzaei M, Akbari M. Modeling of pin shape effects in bobbin tool FSW. International Journal of Lightweight Materials and Manufacture. 2022 Jun 1;5(2):162-77. doi: 10.1016/j.ijlmm.2021.12.001
[7] Akbari M, Asadi P, Sadowski T. A Review on Friction Stir Welding/Processing: Numerical Modeling. Materials. 2023 Aug 28;16(17):5890. doi: 10.3390/ma1617589
[8] Akbari M, Rahimi Asiabaraki H, Aliha MR. Investigation of the effect of welding and rotational speed on strain and temperature during friction stir welding of AA5083 and AA7075 using the CEL approach. Engineering Research Express. 2023 Apr 14;5(2):025012. doi: 10.1088/2631-8695/acca00
[9] Akbari M, Rahimi Asiabaraki H, Hassanzadeh E, Esfandiar M. Simulation of dissimilar friction stir welding of AA7075 and AA5083 aluminium alloys using Coupled Eulerian–Lagrangian approach. Welding International. 2023 Apr 3;37(4):174-84. doi: 10.1080/09507116.2023.2205035
[10] Asadi P, Akbari M, Kohantorabi O, Peyghami M, Aliha MR, Salehi SM, Rahimi Asiabaraki H, Berto F. Characterization of the influence of rotational and traverse speeds on the mechanical and microstructural properties of wires produced by the FSBE method. Strength of Materials. 2022 Mar;54(2):318-30. doi: 10.1007/s11223-022-00403-5
[11] Mirzadeh H. High strain rate superplasticity via friction stir processing (FSP): A review. Materials Science and Engineering: A. 2021 Jul 5;819:141499. doi: 10.1016/j.msea.2021.141499
[12] Salekrostam R, Besharati Givi MK, Asadi P, Bahemmat P. Influence of friction stir processing parameters on the fabrication of SiC/316L surface composite. Defect and diffusion forum. 2010 Apr 1;297:221-26. doi: 10.4028/www.scientific.net/DDF.297-301.221
[13] Dialami N, Cervera M, Chiumenti M. Defect formation and material flow in friction stir welding. European Journal of Mechanics-A/Solids. 2020 Mar 1;80:103912. doi: 10.1016/j.euromechsol.2019.103912