تحسين الخواص الميكانيكية والبنية المجهرية لسبيكة الألمنيوم AA7075-T651 باستخدام المعالجة بالخلط الاحتكاكي

الباحث

سجاد جعفر حمودي

المشرف

عقيل ضاهر صبحي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة المعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Friction stir processing;AA7075-T651;Mechanical properties;Microstructure

المعالجة بالخلط الاحتكاكي هي تقنية الحالة الصلبة التي تتيح تعديل السطح الموضعي، وتعزيز خصائص السطح., وتغيير الهياكل المجهرية؛ وتحسين الخواص الميكانيكية، وتصنيع المركبات السطحية. يركز هذا العمل على تغيير سطح سبائك الألومنيوم AAT075-TO51 وتطوير مركب سطح 7075/5910 بواسطة عملية FSP تضمنت متغيرات عملية FSP سرع دوران متغيرة تبلغ 1100 و1860 و2270 دورة في الدقيقة، بالإضافة إلى سرع خطية متغيرة تبلغ 18 و45 و65 ملم/دقيقة. تم الحفاظ على عمق التغلغل ثابت قدره 0.4 مم وزاوية ميل قدرها 1 درجة. تم تصميم أداة FSP اسطواني مسنن لهذه العملية. تم عمل ثقوب على سطح سبيكة الالمنيوم AA7075-TOS1 تم إجراء مسافات مختلفة بين الفتحات تبلغ 3 و2.9 و3.5 ممء وهو ما يتوافق مع أجزاء الحجم البالغة 9/48 و9038 5 %31 على التوالي، وتم دمج دقائق SIC في هذه الثقوب. تم تحديد أفضل متغيرات عملية FSP لسرعة الدوران البالغة 2270 دورة في الدقيقة، والسرعة الخطية 65 مم/دقيقة لدراسة تأثير الكسر الحجمي لدقائق SIC على الخواص الميكانيكية وسلوك البلى للسطح المركب. تم الحصول على مركب JK من العيوب بنسبة حجم 748؟9: في حين أدت الكسور الأصغر إلى عيوب سطحية. تم تأكيد توزيع دقائق SIC داخل منطقة الخلط باستخدام العديد من الاختبارات؛ Ley في ذلك تقييمات البنية المجهرية، وتقييمات الصلابة، واختبار الشدء وفحوصات مقاومة البلى، بالإضافة إلى تحليلات (SEM ،EDS s وجة. أظهرت نتائج البنية المجهرية حبيبات متساوية المحور في منطقة الخلط (SZ) بسبب التشوه البلاستيكي المكثف والتسخين الاحتكاكي أثناء عملية FSP مما أدى إلى توليد بنية مجهرية دقيقة الحبيبات مُعاد بلورتها داخل منطقة الخلط وحبيبات مشوهة بشدة في المنطقة الميكانيكية الحرارية. المنطقة المتأثرة (TMAZ) حتى الوصول إلى الحبوب غير المتأثرة في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) والمعدن الأساسية. وقد لوحظ أن الصلابة الدقيقة لعينة 75764 زادت مع إضافة جزيئات SiC الى HV) 317( مقارنة بعينة FSPed (260HV) والسبيكة الأساس HV) 167). زادت قوة الشد لعينة FSPed إلى MPa) 430( ولكنها انخفضت عند مقارنتها بالمعدن الأساسي HV) 525(، وبعد إضافة Gilda 910 انخفضت قوة الشد الى MPa) 250( للعينة. أظهرت مقاومة البلى لعينات 755760: ولا سيما مركب السطح FSPed مع تقوية ،SIC زيادة في مقاومة التآكل مقارنة بالسبيكة الأساس AATO75-T651.

Friction stir processing (FSP) is a solid-state technology that enables localized surface modification, enhancement of surface properties, alteration of microstructures, improvement of mechanical properties, and fabrication of surface composites. This work focuses on altering the surface of the AA7075- T651 aluminum alloy and developing a 7075/SiC surface composite by FSP. The FSP parameters for different variables included rotational speeds of 1100, 1860, and 2270 rpm, as well as travel speeds of 18, 45, and 65 mm/min. A consistent plunge depth of 0.4 mm and a tilt angle of 1° were maintained. A threaded-pin FSP tool was devised for this process. Holes were made on the AA7075-T651 Al alloy surface. Various hole centre spacings of 2.3, 2.9, and 3.5 mm were performed, corresponding to volume fractions of 48%, 38%, and 31%, respectively, and the SiC particles were incorporated into these holes. The best condition FSP parameters were determined rotation speed of 2270 rpm, a travel speed of 65 mm/min to study the effect of SiC particles volume fraction on the mechanical properties and wear behavior of the surface composite. A defect-free composite was obtained at a 48% volume fraction, whereas smaller volume fractions led to surface flaws. The distribution of SiC particles within the stirring zone was confirmed using several tests, including microstructure evaluations, hardness evaluations, tensile testing, and wear behavior, as well as SEM, EDS, and XRD analyses. Microstructure results exhibited refined equiaxed grains in the stir zone (SZ) due to the intensive plastic deformation and frictional heating during the FSP that resulted in the generation of a recrystallized fine-grained microstructure within the stirred zone and heavily deformed grains in the thermo-mechanical affected zone (TMAZ) until reaching the unaffected grains in the heat affected zone (HAZ) and base metal. It was observed that the microhardness of the FSPed sample increased with the addition of SiC particles (317 HV) compared to the FSPed sample (260 HV) and the base alloy (167 HV). The tensile strength of the FSPed sample increased to (430 MPa), but decreased when compared with the base metal (525 MPa), and after adding SiC particles, the tensile strength (250 MPa) of the sample decreased. Wear resistance of the FSPed samples, notably the FSPed surface composite with SiC reinforcement, demonstrated an increase in wear resistance compared to the base alloy AA7075-T651.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب