%34تخفیف

دانلود پروژه: ساخت درجای نانوکامپوزیت در سیستم سه تایی Mg-Cu-O بر سطح آلیاژ منیزیم AZ91C با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی خواص تریبولوژیکی آن

Name: دانلود پروژه: ساخت درجای نانوکامپوزیت در سیستم سه تایی Mg-Cu-O بر سطح آلیاژ منیزیم AZ91C با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی خواص تریبولوژیکی آن
SKU: 22356
Price: 230000 IRR
Availability: InStock

تعداد 77صفحه در فایل word

ساخت درجای نانوکامپوزیت در سیستم سه تایی Mg-Cu-O بر سطح آلیاژ منیزیم AZ91C با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی خواص تریبولوژیکی آن

کارشناسی ارشد جوشکاری

چکیده

در این پژوهش نانوکامپوزیت سطحی بر پایه‌ی ترکیبات بین فلزی سیستم Mg-Cu، با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی^[1](FSP) و به صورت درجا بر سطح آلیاژ منیزیم (AZ91C) ایجاد شد. سپس پودر مس و اکسید مس، درون شیارهای ایجاد شده بر سطح آلیاژ AZ91C اعمال گردید به منظور دست‌یابی به ساختار کامپوزیتی بدون عیب، واکنش بهتر ذرات مس با زمینه و توزیع مناسب ذرات تقویت‌کننده در زمینه، پارامتر سرعت چرخشی 1000 دور بر دقیقه و سرعت خطی 40 میلی‌متر بر دقیقه طی شش پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی روی این آلیاژ اعمال گردید. به منظور بررسی تشکیل ترکیبات بین فلزی در کامپوزیت‌ها از آنالیز XRD استفاده شد. بررسی‌ها نشان داد که در نمونهی FSP شدهی AZ91/Cu ترکیب Mg₂Cu و در نمونهی AZ91/CuO، به دلیل انجام شدن واکنش اکسید مس و منیزیم علاوه بر این ترکیب بین فلزی Mg₂Cu ، ذرات تقویت‌کننده‌ی MgO و MgCu₂ نیز تشکیل شد.سپس نمونهی فرایند شدهی AZ91/CuO تحت عملیات حرارتی T6 قرار گرفت. سختی نمونه‌ی AZ91/CuO بعد از عملیات حرارتی حدود 165 ویکرز است که نسبت به سختی فلز پایه (62 ویکرز) و نمونههای FSP شدهی AZ91/Cu و AZ91/CuO (به ترتیب 114و 128 ویکرز) افزایش بیشتری از خود نشان داد. مقایسه‌ی نتایج آزمون کشش و سایش نشان می‌دهد که در بین کامپوزیت‌های مختلف، نمونهی FSP شدهی AZ91/CuO دارای بهترین خواص کششی و سایشی است. استحکام کششی نهایی فلز پایه (AZ91C) از مقدار 4/112 مگاپاسکال، به حدود 330 مگاپاسکال برای کامپوزیت AZ91/CuO افزایش یافت. بررسی سطح سایش نمونه‌ها، نشان‌دهنده‌ی وقوع مکانیزم سایش خراشان و ورقه‌ای در فلز پایه است. در کامپوزیت AZ91/CuO عمق و پهنای شیارهای ناشی از سایش، نسبت به نمونههای دیگر کمتر است؛ در نتیجه نرخ سایش این نمونه در مقایسه با نمونه‌های دیگر کاهش بیشتری یافته‌ است. بعد از انجام عملیات حرارتی T6 روی نمونه‌ی FSP شدهی AZ91/CuO، به دلیل تشکیل میکروترک‌ها میزان سایش ورقه‌ای و نرخ سایش نسبت به نمونه‌های عملیات حرارتی نشده افزایش یافت.

کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت سطحی، آلیاژ منیزیم، فرایند اصطکاکی اغتشاشی،ترکیبات بین‌فلزی، سیستم Mg-Cu..

[1] Friction stir processing

دسته: فنی و مهندسی, مهندسی مواد برچسب: آلیاژ منیزیم, ترکیبات بین‌فلزی, سیستم Mg-Cu.. [1] Friction stir processing, فرایند اصطکاکی اغتشاشی, کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت سطحیدانلود-پروژه-پایان نامه-کارشناسی-ارشد-فایل ناب

توضیحات
نظرات (0)

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فهرست مطالب……………………………………………………………………………………………………………………………………………هشت

فهرست شکل‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………….ده

فهرست جداول…………………………………………………………………………………………………………………………………………..سیزده

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….1

فصل اول: مقدمه. 2

فصل دوم: مروری بر منابع.. 4

2-1 معرفی منیزیم و آلیاژهای آن.. 4

2-2 آلیاژهای منیزیم.. 5

2-2-1 آلیاژهای کارشده منیزیم.. 5

2-2-2 آلیاژهای ریختگی منیزیم.. 6

2-3 خواص منیزیم.. 6

2-4 اثر عناصر آلیاژی بر خواص منیزیم.. 7

2-4-1 اثر افزودن عنصر آلیاژی Alبر خواص منیزیم.. 7

2-4-2 اثر افزودن عنصر آلیاژیZn بر خواص منیزیم.. 9

2-4-3 اثر افزودن منگنز بر خواص منیزیم.. 9

2-4-4 اثر سایر عناصر آلیاژی بر خواص منیزیم.. 9

2-5 کاربرد آلیاژهای موجود در سیستم Mg-Cu. 9

2-6 مکانیزم فرایند اصطکاک اغتشاشی.. 10

2-6-1 ابزار فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 11

2-7 سرعت چرخشی (ω) و سرعت حرکت خطی پین بر سطح قطعه کار (v). 12

2-8 زاویه ابزار با سطح قطعه. 14

2-9 عملیات حرارتی جانبی.. 14

2-10 تحولات ساختاري فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 15

2-10-1 ناحيه‌ي اغتشاش(SZ) 15

2-10-2 منطقه‌ی تحت تأثیر عملیات ترمومکانیکی(TMAZ) 16

2-10-3 منطقه ی تحت تأثیر حرارت (HAZ) 17

2-11 اثر تعداد پاس‌های فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر خواص و ریزساختار نهایی.. 17

2-12 اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر سختی.. 18

2-13 کاربردهای فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 20

2-14 سایش…. 22

2-15 سایش چسبان.. 22

2-15-1 پارامترهای مؤثر در سایش چسبان.. 23

2-16 سايش خراشان.. 24

2-17 سايش ورقه‌اي.. 25

2-18 تفاوت بين سايش چسبان و ورقه‌اي.. 25

2-19 سايش نوساني.. 25

2-20 رفتار سایشی آلیاژهای منیزیم.. 25

2-21 نقشه سایشی آلیاژ AZ91. 26

2-22 تأثیر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار سایشی آلیاژ AZ91. 27

2-23 ترکیبات بین‌فلزی نمودار فازی Mg-Cu. 28

2-24 جمع‌بندی و هدف از اجرای پژوهش…. 29

فصل سوم: مواد، تجهیزات و روش تحقیق.. 30

3-1 مقدمه. 30

3-2 مواد اولیه. 30

3-3 آماده سازی نمونه‌ها 31

3-4 بهینه سازی پارامترهای فرایند.. 32

3-5 ارزیابی های متالورژیکی.. 32

3-6 بررسی رفتار مکانیکی.. 32

3-6-1 آزمون سختی سنجی.. 32

3-6-2 آزمون کشش…. 33

3-6-3 آزمون سایش…. 33

3-7 عملیات حرارتی T6. 33

فصل چهارم: نتایج و بحث… 34

4-1 ساخت نانوکامپوزیت در سیستم‌های Mg/Cu وMg/CuO.. 34

4-2 تعیین پارامتر بهینه. 34

4-3 بررسی اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی و کامپوزیت‌سازی بر ریزساختار آلیاژAZ91. 36

4-4 بررسی فازی و میکروساختاری کامپوزیت AZ91/CuO قبل و بعد از عملیات حرارتی.. 41

4-5 ارزیابی خواص مکانیکی.. 43

4-5-1 سختی سنجی.. 43

4-5-2 بررسی رفتار کششی.. 44

4-5-3 بررسی سطوح شکست… 46

4-6 شکل‌گیری ترکیبات بین‌فلزی طی فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 48

4-6-1 سینتیک و ترمودینامیک تشکیل ترکیبات بین‌فلزی.. 48

4-6-2 مکانیزم تشکیل تقویت‌کننده‌ها طی فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 51

4-7 رفتار سایشی کامپوزیت‌های مختلف در سیستم‌های مختلف Mg-Cu و Mg-CuO.. 54

4-7-1 بررسی مکانیزم‌های حاکم بر سایش…. 56

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات… 63

5-1 نتیجه‌گیری و جمع‌بندی نهایی.. 63

5-2 پیشنهادها 64

فهرست شکل‌ها

عنوان صفحه

شکل2-1-جهات لغزشی در صفحه‌ی (0001) 5

شکل2-2-صفحات لغزشی در ساختار هگزاگونال.. 5

شکل2-3-میکروساختار قطعات ریختگی آلیاژ AZ91 در قالب ماسه‌ای.. 7

شکل2-4-نمودار فازی Mg-Al 8

شکل2-5-شمایی از فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 10

شکل2-6- طرح‌های ‌مختلف پین برای فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 11

شکل2-7-پین با سطح مقطع مثلثی.. 12

شکل2-8-محدوده‌ی مجاز سرعت حرکت انتقالی بر حسب سرعت چرخشی برای ساخت نمونه‌ی بدون عیب AZ91/SiC.. 13

شکل2-9-میکروساختار ناحیه اغتشاش کامپوزیت AZ91/SiC در سرعت پیشروی ثابت 63 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخشی به ترتیب از چپ به راست (a900، (b1120 و (c1400 دور بر دقیقه. 13

شکل2-10-نمودار توزیع سختی در الف) سرعت‌های خطی و ب) سرعت‌های چرخشی مختلف آلیاژ آلومینیوم 8083 14

شکل2-11-نواحی مختلف ایجاد شده در حین فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 15

شکل2-12-مکانیزم تبلور مجدد دینامیکی پیوسته در آلیاژ AZ91. 16

شکل2-13-رسوبات ^′θ در فلز پایه در ناحیه‌ی دور از منطقه‌ی اغتشاش و ناحیه‌ی تحت اثر عملیات ترمومکانیکی (TMAZ) آلیاژ Al2519 17

شکل2-14-خشن شدن رسوبات θ در آلیاژ Al2519 در فلز پایه در ناحیه‌ی تحت اثر حرارت (HAZ) 17

شکل2-15-منحنی توزیع سختی در آلیاژ Al 6063. 18

شکل2-16-توزیع رسوبات در مناطق مختلف آلیاژ Al6063جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی.. 19

شکل2-17 منحنی توزیع سختی در آلومینیوم 5083 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی.. 19

شکل2-18 منحنی توزیع سختی در آلومینیوم 1080 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی.. 20

شکل2-19-اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی و تعداد پاس‌های این فرایند بر اندازه‌ دانه. 20

شکل2-20- توزیع رسوبات β الف)قبل و ب) بعد از فرایند اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ AZ91. 21

شکل2-21- اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی و فرایند پیرسازی پس از آن بر خواص مکانیکی آلیاژ AZ91. 21

شکل2-22-سایش چسبان.. 23

شکل2-23-منحنی مشخصه در سایش نوع ملایم. 23

شکل2-24-تصویر SEM و منحنی مشخصه‌ در سایش اکسید. 24

شکل2-25-سایش ورقه‌ای. 25

شکل2-26-نقشه سایشی آلیاژ AZ91. 27

شکل2-27- سایش چسبان شدید در سطح آلیاژ AZ91. 27

شکل2-28-سایش خراشان ملایم به همراه ورقه‌ای شدن در کامپوزیت سطحیAl₂O₃/AZ91. 28

شکل2-29-نمودار فازی Mg-Cu. 29

شکل3-1- الگوهای پراش اشعه‌ی ایکس، مربوط به نمونه‌ی پودری مس. 31

شکل3-2-ابزار مورد استفاده برای فرایند اصطکاکی اغتشاشی در این پژوهش…. 31

شکل3-3- موقعیت اولیه و ابعاد نمونه‌ی استاندارد آزمون کشش. 33

شکل3-4- موقعیت اولیه و ابعاد نمونه‌ی استاندارد آزمون کشش5mm… 33

شکل4-1-الف) نمونه‌ی پوسته‌ای شده ب) منطقه ایمن در فرایند اصطکاکی اغتشاشی………………………………………………… 35

شکل4-2-منحنی دمای منطقه‌ی اغتشاش فرایند اصطکاکی اغتشاشی به ازای سرعت چرخشی 1000 دور بر دقیقه و سرعت خطی 40 میلی‌متر بر دقیقه. 35

شکل4-3-تصویر میکروسکوپ نوری از ریزساختار فلز پایه AZ91C. 36

شکل4-4-ریزساختار ناحیه‌ی اغتشاشی آلیاژ AZ91C پس از فرایند اصطکاکی اغتشاشی. 36

شکل4-5-نتایج مربوط به آنالیز EDS نقطه‌ی 1 روی رسوبات قاز β در نمونه‌ی فلز پایه. 37

شکل4-6-تصویر میکروسکوپ نوری از حفرات میکرونی ساختار فلز پایه.AZ91. 37

شکل4-7-الگوی پراش اشعه‌ی ایکس الف) فلز پایه AZ91 و ب) بعد از انجام سه پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی روی این آلیاژ. 38

شکل4-8-تصویر با بزرگنمایی بالا از کامپوزیت AZ91/Cu و تصاویر با بزرگنمایی بالاتر از جزئیات تشکیل‌دهنده‌ی آن.. 39

شکل4-9-تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از منطقهی اغتشاش کامپوزیت AZ91/Cu بعد از الف) سه پاس ب) شش پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی. 40

شکل4-10-الگوهای XRD مربوط به نمونه‌ی کامپوزیتی AZ91/Cu پس از الف)4 پاس و ب)6 پاس. 40

شکل4-11-آنالیز EDS مربوط به ذره شماره 1 در کامپوزیت AZ91/Cu پس از شش پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی. 41

شکل4-12-الگوهای XRD مربوط به نمونه‌ی کامپوزیتی AZ91/CuO الف) قبل و ب) بعد از عملیات حرارتی T6. 41

شکل4-13-آنالیز EDS نقاط 1تا 4 در راستای خط AB روی ذره‌ی تقویت‌کننده در کامپوزیت AZ91/CuO پس از عملیات

حرارتی T6. 42

شکل4-15-تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی از ترک‌های تنشی در اطراف ذرات تقویت‌کننده در کامپوزیت AZ91/CuO پس از عملیات حرارتی T6. 43

شکل4-16-توزیع سختی در کامپوزیت‌های AZ91/Cu، AZ91/CuO قبل و بعد از عملیات حرارتی T6. 44

شکل4-17-منحنی تنش-کرنش مهندسی فلز پایه، آلیاژ خام FSP شده، کامپوزیت‌های AZ91/Cu و AZ91/CuO قبل و بعد از عملیات حرارتی T6. 45

شکل4-18-تصویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطح شکست فلز پایه. 46

شکل4-19-تصویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطح شکست فلز پایه بعد از فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 47

شکل4-20- تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست کامپوزیت‌های الف) AZ91/Cu و ب) AZ91/CuO پس از آزمون کشش. 47

شکل4-21-مسیر رشد ترک از مرز ترکیبات بین‌فلزی و زمینه در کامپوزیت .AZ91/CuO.. 47

شکل4-22-تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست کامپوزیت AZ91/CuO بعد از عملیات حرارتی T6. 48

شکل4-23-نمودار تغییرات انرژی آزاد گیبس مؤثر برای ترکیبات بین‌فلزی در سیستم Mg-Cu. 50

`………… شکل4-24-آنالیز EDS مربوط به ذره‌ی شماره 1 در کامپوزیت AZ91/Cu پس از 4 پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی. 52

شکل4-25-روند تشکیل ترکیبات بینفلزی در کامپوزیت AZ91/CuO پس از شش پاس فرایند اصطکاکی اغتشاشی. 53

شکل4-26-شماتیک روند تشکیل ترکیبات بین فلزی و رسوبات در حین عملیات حرارتی T6. 54

شکل4-27-نمودار کاهش وزن نمونه‌ی فلز پایه و کامپوزیت‌های مختلف 54

شکل4-28-نمودار نرخ سایش نمونه‌ی فلز پایه و کامپوزیت‌های مختلف در بار اعمالی 15 نیوتون در آزمون سایش. 55

شکل4-29-تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی الف) از سطح و ب) ذرات سایشی نمونه‌ی فلز پایه بعد از آزمون سایش. 56

شکل4-30- الف) تصویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از ذره ی سایشی فلز پایه AZ91، ب)آنالیز EDS نقطه‌ی 1. 57

شکل4-31- تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی الف) سطح سایش و ب) ذرات سایشی کامپوزیت AZ91/Cu حاصل از آزمون سایش در بار 15 نیوتون. 58

شکل4-32- تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ذرات سایشی کامپوزیت AZ91/CuO حاصل از آزمون سایشی الف) بزرگ‌نمایی پایین (x200) و ب) بزرگ‌نمایی بالا (x20000). 58

شکل4-33-الگوی پراش اشعه‌ی ایکس ذرات سایشی نمونه‌های الف)فلز پایه، ب)کامپوزیت AZ91/Cu و ج)کامپوزیت AZ91/CuO. 59

شکل4-34- تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح نمونه‌ی AZ91/Cu، ب)نتیجه‌ی آنالیز EDS از سطح این کامپوزیت. 60

شکل4-35-تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ذرات سایشی نمونه‌ی کامپوزیتی AZ91/CuO پس از عملیات حرارتی T6، ب)تصویر ترک‌ها بر سطح ذرات سایش ورقه‌ای. 60

شکل4-36-تصویر میکروسکوپ نوری از اثر فرورفتگی روی سطح مقطع نمونه‌های‌‌ الف) فلز پایه، ب)کامپوزیت‌ ‌‌AZ91/Cu، ج) AZ91/CuO و د) AZ91/CuO عملیات حرارتی شده………………………………………………………………………………………61

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول2-1- کامپوزیت‌های ایجاد ‌شده در آلیاژ منیزیم به روش اصطکاکی اغتشاشی…………………………………………………22

جدول3-1- آنالیز کوانتومتری آلیاژ AZ91C…………………………………………………………………………………………………….30

جدول3-2- مشخصات دستگاه FSP به کار رفته در این پژوهش……………………………………………………………………………32

جدول4-1- سختی متوسط نمونه‌های مختلف FSP شده………………………………………………………………………………………44

جدول4-2-نتایج حاصل از آزمون کششی فلز پایه و کامپوزیت‌های AZ91/Cu و AZ91/CuO………………………………….. 45

جدول4-3- محاسبه‌ی انرژی آزاد گیبس مؤثر در سیستم‌های آلیاژی مختلف Mg…………………………………………50

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه: ساخت درجای نانوکامپوزیت در سیستم سه تایی Mg-Cu-O بر سطح آلیاژ منیزیم AZ91C با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی خواص تریبولوژیکی آن”