کامپوزیت سازی و تقویت سطح آلومینیوم 7075 توسط میکرو و نانوذرات پامیس با استفاده از فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی (FSP)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول

چکیده

در این تحقیق با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی (FSP)، سطح ورق آلومینیوم 7075T6 با میکروذرات و نانوذرات پامیس تقویت شد. ابتدا مطلوب ترین شرایط از لحاظ تعداد پاس فرآیند (1 و 4 پاس)، سرعت پیشروی خطی (40 و 80 میلی متر بر دقیقه) و سرعت دورانی ابزار (800 و 1200 دور بر دقیقه) با توجه به ریزساختار، سختی و مقاومت به سایش آلومینیوم انتخاب شد. نتایج بررسی ها نشان داد که با افزایش تعداد پاس، کاهش سرعت پیشروی خطی و افزایش سرعت دورانی ابزار، اندازه دانه ها در محدوده اغتشاش یافته کاهش (بر اساس تصاویر میکروسکوپی)، سختی افزایش (بر اساس نتایج تست میکروسختی ویکرز) و مقاومت به سایش نیز افزایش (بر اساس نتایج تست پین روی دیسک) می یابد. تحت شرایط تک پاسه، سرعت پیشروی خطی 80 میلی متر بر دقیقه و سرعت دورانی 800 دور بر دقیقه اندازه دانه متوسط در ناحیه اغتشاش یافته حدود 10 میکرون بود در حالی که با ایجاد شرایط 4 پاسه، سرعت پیشروی خطی 40 میلی متر بر دقیقه و سرعت دورانی 1200 دور بر دقیقه به حدود 5 میکرون کاهش یافت که موجب افزایش میانگین میکروسختی از 80.2 به 94.6 ویکرز و کاهش میزان سایش از 33 به 27 میلی گرم پس از طی مسافت 1000 متر گردید. با افزودن میکروذرات پامیس (با اندازه میانگین 5 میکرون) و نانوذرات پامیس (با اندازه میانگین 100 نانومتر) به زمینه آلومینیوم، میانگین سختی بترتیب به 99.6 و 107.8 ویکرز افزایش و میزان سایش بترتیب به 24 و 20 میلی گرم کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Composite fabrication and surface reinforcement of aluminum 7075 by pumice micro and nanoparticles using the friction stir process (FSP)

نویسندگان [English]

  • Rashid Tohidi Manesh
  • Mehdi Ghobeiti Hasab
  • Ali Heidary Moghadam
Department of Materials and Metallurgy Engineering, Dezful Branch, Islamic Azad University, Dezful, Iran
چکیده [English]

In this research, the surface of aluminum 7075-T6 was reinforced by pumice micro and nanoparticles using the friction stir process (FSP). First, optimum parameters of pass number (1 & 4 pass), travel speed (40 & 80 mm/min) and tool rotation rate (800 & 1200 rpm) considering the microstructure, hardness and resistance to wear were selected. Results showed that with increasing the pass number, decreasing the travel speed and increasing the tool rotation rate, the grain size in stirred zone (according to the microscopy images) decreased, while the hardness (according to the Vickers micro-hardness test results) and resistance to wear (according to the pin on disk test results) increased. Under conditions of single pass, travel speed of 80 mm/min and tool rotation rate of 800 rpm, average grain size in stirred zone was 10 micron; while under conditions of four passes, travel speed of 40 mm/min and tool rotation rate of 1200 rpm it was reduced to 5 micron that led to an increase in average micro-hardness from 80.2 to 94.6 Vickers and a decrease in wear amount from 33 to 27 mg after a sliding distance of 1000 m. By addition of pumice micro and nanoparticles, average micro-hardness was increased to 99.6 and 107.8 Vickers and wear amount was decreased to 24 and 20 mg, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction stir process
  • Aluminum 7075
  • Pumice particles
  • Hardness
  • Resistance to wear