تاثیر سرعت چرخش ابزار در فرایند اصطکاکی اغتشاشی(FSP) بر ناحیه متاثر از کار مکانیکی-حرارتی آلومینیوم آلیاژی کارشده 2024

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه یزد

2 گروه مواد، دانشکده معدن و متالورژی، پردیس فنی مهندسی، دانشگاه یزد

3 دانشکده مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. C. B. Smith, R. S. Mishra, Friction Stir Processing for Enhanced Low Temperature Formability, 1st Ed., Elsevier, United Kingdom, (2014) 7-12.
  2. Z.Y. Ma, S.R. Sharma, R.S. Mishra and M.W. Mahoney, Microstructural modification of cast aluminum alloys via friction stir processing, Materials Science Forum 426-432 (2003) 2891-2896.
  3. A. Arora, R. Nandan, A.P. Reynoldsb and T. DebRoy, Torque, power requirement and stir zone geometry in friction stir welding through modeling and experiments, Scripta Materialia 60 (2009) 13–16.
  4. J.Q.Su, T.W.Nelson and C.J.Sterling, Microstructure evolution during FSW/FSP of highstrength aluminum alloys, Materials Science and Engineering A 405 (2005) 277–286.
  5. H. Mehdi, R.S. Mishra, Effect of friction stir processing on mechanical properties and heat transfer of TIG welded joint of AA6061 and AA7075, Defence Technology 17 (2021) 715-727.
  6. R.S. Mishra and Z.Y. Ma, Friction stir welding and processing, Materials Science and Engineering R50 (2005) 1-78.
  7. J.Q.Su, T.W.Nelson and C.J.Sterling, Microstructure evolution during FSW/FSP of highstrength aluminum alloys, Materials Science and Engineering A 405 (2005) 277–286.
  8. R. S. Mishra, H. Sidhar, Friction Stir Welding of 2XXX Aluminum Alloys Including Al-Li Alloys, Butterworth-Heinemann ISBN: 978-0-12-805368-3 (2017) 18-37.
  9. J.Q. Su, T.W. Nelson, R.S. Mishra and M. Mahoney, Microstructural investigation of friction stir welded 7050-T651 aluminium, Acta Materialia 51 (2003) 713-729.
  10. B. Zahmatkesh, M.H. Enayati, F. Karimzadeh, Tribological and microstructural evaluation of friction stir processed Al2024 alloy, Materials and Design 31 (2010) 4891–4896.
  11. D, Guillemot G, A review of microstructural changes occurring during FSW in aluminium alloys and their modelling, Journal of Materials Processing Tech. (2020(
  12. R, Miranda, Surface modification by solid state processing, Woodhead Publishing, ISBN: 978-0-85709-469-8, )2014(.
  13. M. Ghosh, K. Kumar, R.S. Mishra, Friction stir lap welded advanced high strength steels: Microstructure and mechanical properties, Materials Science and Engineering A 528 (2011) 8111– 8119.
  14. H. Soleimani, K. Amini, F. Gharavi, Influence of Tool Offset Distance on Microstructure and Mechanical Properties of the Dissimilar AA2024–AA7075 Plates Joined by Friction Stir Welding, Advanced Design and Manufacturing Technology 13 (2020) 109-120.
  15. W. Yuana, R.S. Mishraa, S. Webba, Y.L. Chenb, B. Carlsonb, D.R. Herlingc, G.J. Grant, Effect of tool design and process parameters on properties of Al alloy 6016 friction stir spot welds, Materials Processing Technology 211 (2011) 972–977.
  16. S.S. Nene , S. Gupta , C. Morphew , R.S. Mishra , Friction stir butt welding of a high strength Al-7050 alloy with a metastable transformative high entropy alloy, Materialia (2020).
  17. A. M. Eramah, M. P. Rakin, D. M. Veljic, S. S. Tadic, N. A. Radovic, M. M. Zrilic, M. M. Perovic, Influence Of Friction Stir Welding Parameters On Properties Of 2024 T3 Aluminium Alloy Joints, thermal science 18 (2014) 21-28.
  18. W. U. Chuan-song, Z. Wen-bin, S. Lei, C. Maoai, Visualization and simulation of plastic material flow in friction stir welding of 2024 aluminium alloy plates, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 22 (2012) 1445_1451.
  19. B.C. Liechty, B.W. Webb, Flow field characterization of friction stir processing using a particle-grid method, journal of materials processing technology 208 (2008) 431–443.
  20. I. Charit, R.S. Mishra, Abnormal grain growth in friction stir processed alloys, Scripta Materialia 58 (2008) 367–371.
  21. I. J. Polmear, Light Alloys From Traditional Alloys to Nanocrystals, Fourth edition, 2006
  22. A. Alhamidi, Z. Horita, Grain refinement and high strain rate superplasticity in alumunium 2024 alloy processed by high pressure torsion, Materials Science Engineering A 622 (2015)139–145.
  23. S. A. Khodir, S. Toshiya, Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Welded Similar and Dissimilar Joint of Al and Mg alloys, Transactions of JWRI 36 (2007) 27-40.
  24. U. Alfaro-Mercado, G. Biallas, Incipient Melting and Corrosion Properties of Friction Stir Welded AA2024-T3 Joints, 12th International Conference on Aluminium Alloys, September 5-9, Yokohama, Japan (2010) 978-983.
  25. R. Abbasschian, L. Abbasschian, R. E. Reed-Hill, Physical metallurgy Principles, Cengage Learning, Fourth Edition, ISBN-10:0-495-08254-5 (2009) 651-684.
  26. R.S.Mishra, Z.Y.MA, Friction stir processing technology: a review, Metallurgical and Materials Transactions A 39 (2008) 642-658.
  27. F.J. Humphreys, M. Hatherly, Recrystallization And Related Annealing Phenomena, Second Edition (2004) 451-466.
  28. A. P. Zhilyaev, J.M. Garcıa-Infanta, F. Carreno, T. G. Langdon and O. A. Ruano, Particle and grain growth in an Al–Si alloy during high-pressure torsion, Scripta Materialia 57 (2007) 763–765.
  29. Piotr Bazarnik , Yi Huang , Malgorzata Lewandowska, Terence G. Langdon, Structural impact on the Hall–Petch relationship in an Al–5Mg alloy processed by high-pressure torsion, Materials Science & Engineering A 626 (2015) 9–15.
  30. AMS Handbook, 2 (2006)262-278
  31. O.Frigaad, O.Grong and O.T.Midling, A process model for friction stir welding of age hardening aluminium alloys, Metall. Mater. TransA 32 (2001) 1189-1200.
  32. J.Q.Su, T.W.Nelson and C.J.Sterling, Microstructure evolution during FSW/FSP of highstrength aluminum alloys, Materials Science and Engineering A 405 (2005) 277–286.
  33. M. Milcic, D. Milcic, T. Vuherer, L. Radovic , I. Radisavljevic, A. Ðuri, Influence of Welding Speed on Fracture Toughness of Friction StirWelded AA2024-T351 Joints, Materials 14 (2021) 1561.
نشریه علوم و مهندسی سطح
دوره 17، شماره 47
خرداد 1400
صفحه 13-25

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار