مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

استفاده از نانو ذرات AL2O3 جهت بهبود خواص مکانیکی و متالورژیکی اتصال جوشی چندپاسه اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ Al 2024

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران
3 دانشجوی دکتر، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
هدف از این پژوهش بررسی خواص مکانیکی و متالورژیکی اثرات استفاده از نانو پودر AL2O3 و همچنین تعداد پاس‌ها در جوشکاری آلیاژ AA2024 T6 است. بدین منظور با انتخاب سرعت چرخشی 1400 دور بر دقیقه و پیشروی 16میلی‌متر بر دقیقه ، نه نمونه با حضور نانو ذرات آلومینا و یک نمونه بدون حضور نانو ذرات جوشکاری شدند. در نمونه‌هایی که حاوی نانو ذرات بودند؛ ترکیبی از سه درصد حجمی 3%، 5% و 7% در سه حالت یک پاسه، دو پاسه و چهار پاسه به‌طور پیوسته ساخته شدند. در نهایت ریزساختار اتصال، میکروسختی و استحکام کششی اتصال جوشی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش درصد حجمی ذرات از 3% به 7%، میانگین اندازه‌ی دانه به طور متوسط 37% کاهش و میانگین استحکام کششی 10% افزایش می‌یابند. همچنین در همین شرایط با ثابت ماندن تعداد پاس جوشکاری در هر سه حالت یک، دو و چهار پاس، میانگین سختی در ناحیه تحت تأثیر شانه حدود 10% افزایش یافت. از میان اتصالات جوشی ایجاد شده نمونه 2 پاسه با 7 درصد حجمی نانو ذرات به‌عنوان مطلوب‌ترین اتصال به لحاظ خواص مکانیکی و متالورژیکی انتخاب شد. به‌طوری که میزان میانگین اندازه دانه نسبت به نمونه تک پاسه بدون پودر 55% کاهش داشت. برای استحکام کششی و میانگین سختی این تغییرات به ترتیب حدود 11% و 48 % رشد داشتند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Incorporation of Al2O3 powder for improvement of the mechanical and metallurgical properties of multi-passes friction stir welding of Al 2024

نویسندگان English

Majid Farhang 1
Mohammadreza Farahani 2
Mohammad Nazari 3
1 School of Mechanical Engineering, University of Tehran, Tehran
2 School of mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran
3 Faculty of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده English

The main aim of this experiment is to determine the mechanical and microstructural of using Nano powder of Al2O3 besides stir welding of Al2024-T6 in multi-pass welding. Nanoparticles welded nine specimens and one particle-free in 1400 rpm rotational speed and 16 mm/min traveling speed. A combination of volume percentage of powder (3%, 5%, and 7%) and three different multi continuous passes (1, 2, and 4) is applied for Nano-rich specimens. The microstructure of joint, micro hardness and ultimate tensile strength (UTS) of the welded joint has been studied. It was observed that by increasing the particle volume from 3% to 7% average grain size increased extremely to 37% and UTS to 10%, and in the staid situation of welding passes, average micro hardness has 10% increase in shoulder affected zone. The result showed that the specimen with 7% of Nanoparticles in two passes has the highest mechanical and metallurgical properties and has a significant decrease (55%) in average grain size compared with a particle-free specimen. Meanwhile, UTS and average micro hardness of the same specimen was about 11% and 48% more than particle free.

کلیدواژه‌ها English

Friction stir welding
tensile strength
metallurgical properties
multi-pass welding
Al2O3 Nano particle