عنوان پایان‌نامه
ایجاد لایه ی سطحی نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40309;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 706
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- عزیز شفیعی زرقانی
- استاد راهنما
- سیدفرشید کاشانی بزرگ
- چکیده
- لایه‌های کامپوزیت سطحی حاوی نانوذرات آلومینا بر زیرلایه‌ی آلیاژ آلومینیوم 6082 توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی ایجاد گردید. همچنین با بهینه نمودن متغیرهای فرآیند، حصول لایه‌های نانو کامپوزیت سطحی حاوی نانودانه‌های زمینه و نانوذرات آلومینا مقدور گشت. اثر متغیرهای فرآیند چون سرعت دورانی، سرعت پیش‌رونده و تعداد پاس‌ها بر اندازه ذرات آلومینا و نحوه‌ی توزیع آن‌ها، اندازه دانه‌های زمینه، عیوب به‌وجود آمده (تخلخل و تاول‌زدگی) و میزان سختی لایه‌های کامپوزیت سطحی به‌توسط روش‌های میکروسکوپی نوری و الکترونی و سختی سنجی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که با کاهش نسبت سرعت دورانی به سرعت پیش‌رونده، عیوب تاول‌زدگی سطحی و با افزایش همین نسبت عیوب حفرای و تخلخل واقع در فصل مشترک لایه‌ی کامپوزیت سطحی و زیرلایه کاهش می‌یابد. با افزایش نسبت سرعت دورانی به سرعت پیش‌رونده و نیز افزایش تعداد پاس‌ها، توزیع ذرات آلومینا یکنواخت‌تر شده و از تجمع ذرات کاسته شد. همچنین کاهش اندازه دانه‌های زمینه‌ی لایه‌های کامپوزیت سطحی با کاهش نسبت سرعت دورانی به سرعت پیش‌رونده و افزایش تعداد پاس‌ها مقدور گشت. میزان سختی لایه‌های کامپوزیت سطحی تا حدود سه برابر میزان سختی زیرلایه رسید. بررسی خواص سایشی لایه‌های کامپوزیت سطحی و زیرلایه آلومینیومی حاکی از مقاومت سایش برتر آن‌ها به‌واسطه‌ی حضور نانوذرات آلومینا و ریزی ذانه‌های زمینه داشت. واژه‌های کلیدی: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ساختار نانو، نانوکامپوزیت، مهندسی سطح، آلومینیوم، سایش.
- Abstract
- Surface composite layers containing nano-sized Al2O3 particles were fabricated on AA6082 substrate using friction stir processing (FSP). Also, process parameters such as rotation rate, travel speed and number of FSP passes were optimized to produce surface nano composite layers with minimized defects and well distributed nano-sized Al2O3 particles with a nano grain size matrix. Characterization of fabricated surface layers was carried out using optical and scanning electron microscopy. Also, wear and hardness measurement were conducted for mechanical assessment of the layers using pin-on-disk and hardness testing. The results show that decreasing in the ratio of tool rotation rate to tool travel speed cause decreasing the surface blistering defects. On the other hand, increasing this ratio cause a decrease in porosity defects at the interface of substrate and surface composite layers. Increasing the number of FSP passes and the ratio of rotation rate to travel speed cause a more uniform distribution of Al2O3 particles and also, prevent particles accumulation. In addition, decrease in this ratio and increase in the number of FSP passes cause a decrease in matrix grain size of surface composite layers. Hardness of surface composite layers were found to increase up to three times of that of substrate. Study of tribologycal behavior of surface composite layers and Al substrate show the superior wear resistance of surface composite layers than the untreated substrate. Key words: Friction Stir Processing, Nano-sized grain, Nano-composite, Surface modification, Aluminum, Wear.
