مهندسی متالورژی

مهندسی متالورژی

بررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری نانوکامپوزیت AZ31/GO تولید شده با استفاده از فرایند اصطکاکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این پژوهش آلیاژ AZ31 و یک نانو کامپوزیت با زمینه‌ی آلیاژ مذکور همراه با ذرات تقویت کننده‌ی اکسید گرافن، تحت فرایند اصطکاک همزنی قرار داده شدند و خواص مکانیکی و ریزساختاری آن‌ها با یکدیگر مقایسه شدند. فرایند اصطکاک همزنی تحت سرعت پیشروی ثابت 85 میلی متر بر دقیقه و سرعت‌های دوران 1180 و 1500 دور بر دقیقه و قطر شانه 12 (12D) و 16 (16D) میلی‌متر انجام شد. اندازه دانه در نمونه‌ تحت فرایند اصطکاکی همزنی شده و نانوکامپوزیتی از 80 میکرومتر به ترتیب به حدود 5/3 و 7/3 میکرومتر رسید. سختی در نمونه‌های تحت فرایند اصطکاکی همزنی قرار گرفته در حدود 36 درصد و در نمونه‌های کامپوزیتی در حدود 28 درصد افزایش پیدا کرد که این افزایش سختی را می‌توان به ریزدانه شدن از طریق تبلور مجدد دینامیکی، پین شدن مرزها توسط ذرات فاز ثانویه و ذرات تقویت کننده و جلوگیری از صعود نابجایی‌ها توسط ذرات تقویت کننده نسبت داد. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که افزایش سرعت دوران و قطر شانه باعث توزیع همگن و یکنواخت اکسید گرافن در ریزساختار می‌شود. همچنین فرایند اصطکاکی همزنی از طریق تبلور مجدد دینامیکی باعث ایجاد دانه‌هایی همگن و هم‌محور می‌شود. آزمون تست کشش با نرخ کرنش 05/0 برثانیه انجام شد. ازدیاد طول و استحکام کششی نهایی در نمونه‌ تحت فرایند اصطکاکی همزنی قرار گرفته و نانوکامپوزیتی با قطر شانه 12 میلی متر از 082/38 و 8686/212 مگاپاسکال به ترتیب به 5/37، 9484/246، 74/31 و 0776/257 مگاپاسکال رسید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of microstructural and mechanical properties of AZ31/GO nanocomposite produced by friction stir

نویسندگان English

Zoleikha Karimi
Hamidreza Jafarian
Mohamad taghi Salehi
Alireza eivani
Iran University of Science and Technology,
چکیده English

In this research, AZ31 alloy and AZ31 alloy reinforced with graphene oxide particles (i.e., AZ31-GO nanocomposite) were subjected to friction stir processing (FSP) and their microstructure and mechanical properties were compared. The FSP process was carried out under a constant advance speed of 85 mm/min, rotation speeds of 1180 and 1500 rpm, and shoulder diameters of 12 and 16 mm. After applying the FSP process, the grain size in the AZ31 and AZ31-GO nanocomposite samples reached from 80 micrometers to about 3.5 and 3.7 micron, respectively. Hardness in FSP samples increased by about 36% and in composite samples by about 28%, which increase in hardness can be attributed to fine graining through dynamic recrystallization, pinning of boundaries by secondary phase particles and reinforcement particles and prevention of dislocations climbing by reinforcing particles. Microstructural observations showed that increasing the rotation speed and shoulder diameter causes a homogeneous and uniform distribution of graphene oxide in the microstructure. The tensile test was performed with a strain rate of 0.05s-1. Elongation and UTS in FSP and nanocomposite sample with 12 mm shoulder diameter reached from 38.082 and 212.8686 MPa to 37.5 %, 246.9484 MPa, and 31.74 %, 257.0776 MPa, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Carbon nanotube
Twinning
Nano composite
Mechanical properties

29


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 14 بهمن 1403

  • تاریخ دریافت 11 آذر 1403
  • تاریخ بازنگری 06 بهمن 1403
  • تاریخ پذیرش 14 بهمن 1403