بررسی تجربی رفتار خستگی پر چرخه مواد مرکبAl6061/SiCتهیه شده به روش اصطکاکی اغتشاشی

ترابیان, حسین; کمالی روستا, سیمین; جلوخانی نیارکی, محمد

doi:10.30699/jtae.2023.7.4.1

بررسی تجربی رفتار خستگی پر چرخه مواد مرکبAl6061/SiCتهیه شده به روش اصطکاکی اغتشاشی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

حسین ترابیان ¹

سیمین کمالی روستا ²

محمد جلوخانی نیارکی ³

¹ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران

² کارشناسی‌ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام (ره)، تهران، ایران

³ دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران

10.30699/jtae.2023.7.4.1

چکیده

در این پژوهش با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برای تولید کامپوزیتهای سطحی با سرعت پیشروی و دورانی ثابت، نمونه در تعداد پاس‌های مختلف (یک، سه و پنج) ساخته و برای بدست آوردن محدوده تنش و انجام تنظیمات دستگاه و اعمال بارگذاری آزمون خستگی، تست کشش انجام می‌شود. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد با افزایش تعداد پاس، توزیع ذرات زمینه بهترشده و بیشترین استحکام تسلیم نمونه‌های کامپوزیتی، برای نمونه یک پاس می‌باشد نتایج حاصل تست خستگی نمونه ها مشخص شد نمونه سه پاس-دوم بیشترین عمر خستگی پرچرخه را بین کامپوزیت های ساخته شده دارد. هدف اینست با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی عیوب ریختگری را حذف و ریزساختار فلزی بهبود یابد نتیجتا سختی و استحکام فلز بهبودیافته و مقاومت به سایش، خستگی و خوردگی افزایش یابد و شکل پذیری بهبود یابد در نتیجه افزایش تعداد پاس منجر به توزیع همگن و یکنواخت ذرات تقویت کننده شده است. افزایش تعداد پاس سبب توزیع و جدایش بهتر ذرات کاربیدسیلیسیم در فاز زمینه شده است.

کلیدواژه‌ها

فرآیند اصطکاکی اغتشاشی

تعداد پاس

رفتار کششی

رفتار خستگی کم چرخه

موضوعات

سازه‌/مکانیک جامدات/دینامیک جامدات/ارتعاشات/آئروالاستیسیته/...

عنوان مقاله English

Experimental Investigation on High cycle Fatigue Behavior of Al6061/SiC composite Fabricated by Friction Stir Processing

نویسندگان English

hossein torabian ¹

Simin kamali rousta ²

mohammad Jelokhani Niaraki ³

¹ Assistant Professor, Mechanical Engineering Dpt. Islamic Azad University Central Tehran Branches, Tehran, Iran

² M. Sc, Department of Mechanical Engineering, Yadegar-e-Imam Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

³ PhD, Mechanical Engineering Dpt. Islamic Azad University Central Tehran Branches, Tehran, Iran

چکیده English

According to friction stir processing For production of surface composites with constant progress and rotational speed, samples are made in different number of passes (1,3.5) and to obtain the stress range and adjust the device and apply the fatigue and tensile test is performed. Results of micro-structure study showed that with increasing number of passes, the distribution of underlying particles is improved, and maximum yield strength is for one sample and three samples have the longest Hight cycle life fatigue. The goal is improve the metal micro-structure with the new friction stirring technique, result shown the strength of the metal is improved, and resistance to wear, fatigue and corrosion is increased, it causes improvement of form-ability, which results increase in the number of The pass has led to a homogeneous and uniform distribution of reinforcing particles, in fact, increasing the number of passes in the process has led to a better distribution and separation of silicon-carbide particles in ground phase.

کلیدواژه‌ها English

Friction stir processing

pass numbers

tensile behavior

fatigue behavior high cycle

[1] W. Smith, "Structure and Properties Engineering Alloys," McGraw, University of Central Forida, pp. 1-3, 2002. https://doi.org/10.30699/jtae.2023.7.1.4

[2] H. Nami, "Production of Al /Tio2 composite layer by Friction Stir Processing," pp. 50-68, 2011 (in Persian).

[3] Q.-y. S. W. Wang, P. Liu, H-ke. Li, "A novel way to produce bulk sic reinforced aluminium metal matrix composites by friction stir processingtechnology " journal of materials processing vol. 4, no. 209, pp. 2099-2103, 2009.

https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.05.001

[4] M. E. N. Kiajamali, A. K. Sajjadi, "Effect of surface composite layers producing via friction stir processing on mechanical properties," presented at the Tehran University of Technology,The first international conferenceand the 6th jointconference of the Iranian metallurgical Engineering Association, Tehran, 2011(inPersian).

[5] J. R. Ellis, Hand book Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials,Contact ASTM International for the latest information. United States, METRIC, 2001, pp. 1-3.

[6] D. T. R. a. Morrow, Hand book Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing1. United States, 1998.

[7] R. a. M. Z. Y. Ma "Mahoney superplastic deformation behavior of Friction Stir Processing Al7075 alloy," ActaMaterialia, vol. 50, no. 17, pp. 4419-4430, 2002.

https://doi.org/10.1016/S1359-6454(02)00278-1

[8] P. B. P. F. J. Humphreys , R. Priesthner, "Fine –grained alloys by thermomechanical processing , current opinion in solid state and Materials Science," vol. 5, no. 1, pp. 15-21, 2001.

https://doi.org/10.1016/S1359-0286(00)00020-6

[9] D. Yadav and R. Bauri, "Nickel particle embedded aluminium matrix composite with high ductility," Materials Letters, vol. 64, no. 6, pp. 664-667, 2010.

https://doi.org/10.1016/j.matlet.2009.12.030

[10] P. Asadi, G. Faraji, and M. K. Besharati, "Producing of AZ91/SiC composite by friction stir processing (FSP)," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 51, pp. 247-260, 2010.

https://doi.org/10.1007/s00170-010-2600-z

[11] M. M. El-Rayes and E. A. El-Danaf, "The influence of multi-pass friction stir processing on the microstructural and mechanical properties of Aluminum Alloy 6082," Journal of Materials Processing Technology, vol. 212, no. 5, pp. 1157-1168, 2012.

https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.12.017

[12] M. A. Gharacheh, A. Kokabi, G. Daneshi, B. Shalchi, and R. Sarrafi, "The influence of the ratio of “rotational speed/traverse speed”(ω/v) on mechanical properties of AZ31 friction stir welds," International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 46, no. 15, pp. 1983-1987, 2006.

https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2006.01.007

[13] R. S. Mishra and Z. Ma, "Friction stir welding and processing," Materials science and engineering: R: reports, vol. 50, no. 1-2, pp. 1-78, 2005.

https://doi.org/10.1016/j.mser.2005.07.001

[14] C. Chang, X. Du, and J. Huang, "Achieving ultrafine grain size in Mg–Al–Zn alloy by friction stir processing," Scripta Materialia, vol. 57, no. 3, pp. 209-212, 2007.

https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2007.04.007

[15] N. Chawla and K. Chawla, "Metal-matrix composites in ground transportation," JoM, vol. 58, pp. 67-70, 2006.

https://doi.org/10.1007/s11837-006-0231-5

[16] M. Azizieh, A. H. Kokabi, and P. Abachi, "Effect of rotational speed and probe profile on microstructure and hardness of AZ31/Al2O3 nanocomposites fabricated by friction stir processing," Materials & Design, vol. 32, no. 4, pp. 2034-2041, 2011.

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.11.055

[17] K. K. Chawla and N. Chawla, "Automotive composites," Wiley Encyclopedia of Composites, pp. 1-6, 2011.