تأثير عملية المعالجة بالخلط الاحتكاكي على البنية المجهرية وخصائص التآكل لمادة مركبة ذات أساس المنيوم

الباحث

خلدون خلف جلود

المشرف

منى خضير عباس - مهدي مطر حنون

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة المعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Friction stir processing;Nanoparticles;6061-T6 aluminum alloy;Corrosion properties

تم الحصول على تحسين خصائص السطح عن طريق إدخال الدقائق النانوية (MMCs) (FSP) و 510 و51 في السبيكة الأساسية باستخدام تقنية معالجة الخلط الاحتكاكي يهدف هذا العمل إلى دراسة تأثيرمتغيرات عملية معالجة الخلط الاحتكاكي FSP على البنية المجهرية والخواص الميكانيكية وسلوك التآكل لسبيكة الاساس AAG6061-T6 و السبيكة بعد عملية معالجة Jalal) الاحتكاكي (FSPed) والعينات المركبة (Surface Composite) المقواة بالدقادق النانوية. في هذه الدراسة تم استخدام سرع دورانية مختلفة )930( 1100، 1460 دورة في الدقيقة)، وسرع خطية مختلفة (23، 50 و 79 ملم/دقيقة) وعدد التمريرات (تمريرة واحدة، تمريرتين وثلاث تمريرات). تم تطبيق طريقة تاكوشي مع تصميم التجربة في عملية معالجة الخلط الاحتكاكي FSP لتحديد المتغيرات المثلى لمعالجة الخلط الاحتكاكي FSP اعتمادا على مقاومة الشد. تم التأكيد على وجود الدقائق النانوية و4120 وو510 و5810 و توزيعها المنتظم Jala منطقة الخلط من خلال استخدام العديد من الاختبارات: فحص حيود الأشعة السينية (XRD) المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) (EDS) 5 المجهر الالكتروني الماسح النافذ (Field emission FM-SEM) . وقد وجد أن أفضل الظروف المثلى لعملية معالجة الخلط الاحتكاكي FSP هي سرعة الدوران (1460 دورة في الدقيقة) وسرعة الخطية (79 مم/دقيقة) وعدد التمريرات (تمريرتين) باستخدام زاوية ميل ثابتة (2) و اداة اسطوانية مع مسمار مسنن للأداة. أظهرت النتائج أن مقاومة الشد للعينة المعاملة (FSPed) تزداد مع زيادة سرعة الدوران والسرعة الخطية وعدد التمريرات. يعزى التحسن في البنية المجهرية إلى التشتت المنتظم للدقائق النانوية ALO; و5102 SiC في منطقة الخلط مما يحد من حركة الانخلاعات وتعمل على التقوية بتنعيم الحبيبات. لوحظ أن الصلادة الدقيقة عبر المقطع العرضي لعينة (FSPed) تزداد مع إضافة الدقائق النانوية SIO, ،Al,O3) و (SIC في الظروف المثلى مقارنة بالسبيكة الأساسية AA6061-T6 وقد لوحظ عن تحسن كبير في مقاومة التآكل للعينات المعالجة من السبيكة الأساس والعينة المركبة من FSPed والمقواة بالدقائق النانوية و4120 5 SIC 5 SiOz وقد اظهرت عينة FSPed المادة المركبة المقواة بالدقائق النانوية SIC أعلى مقاومة للتآكل (أو كثافة تيار أقل) مقارنة بالعينات المركبة (FSPed) السطحية المعالجة بالخلط الاحتكاكي المقواة بالدقائق النانوية و0ج41. ووي510. وقد تبين أن إضافة الدقادق النانوية و4120 وو510 و9510 إلى عينة sal FSPed إلى تحسين مقاومة التآكل بنسبة 9/081 و96.89 و 9,96 , بعد اجراء التآكل في محلول ملحي NaCl 903.5 عند 30 درجة مئوية.

Friction stir processing (FSP) has evolved as an important technique in fabrication of metal matrix composites (MMCs). The surface properties enhancement is obtained by inserting ceramic nanoparticles reinforcement such, as Al2O3, SiO2, and SiC into the base alloy using the FSP technique. This work aims to investigate the effect of the FSP parameters on the microstructure, mechanical properties, and corrosion behavior of AA6061-T6 and FSPed surface composite samples. In this study, the tool rotational speeds of (930, 1100, and 1460 rpm), travel speeds of (23, 50, and 79mm/min.), and the number of passes of (one pass, two pass and three pass) are used. The Taguchi method and design of experiment are applied in the FSP process to determine the optimum FSP parameters depending on the tensile strength. The presence and uniform distribution of Al2O3, SiO2, and SiC nanoparticles within the stir zone were confirmed using many tests: X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and field emission instrument (FE-SEM). It was found that the optimum FSP parameter are a rotational speed of (1460rpm) , a travel speed of (79mm/min) and a number of passes of (two pass) using a fixed tilt angle (2o) and cylindrical threaded pin of the tool. The results show that the tensile strength of FSPed sample increased with increasing the rotational speed, travel speed and the number of pass. The enhancement in microstructure is due to the uniform dispersion of Al2O3, SiO2, and SiC nanoparticles in the stir zone which restricts the dislocation motion and induces grain size strengthening. It was noticed that the microhardness on cross section of FSPed sample increased with the addition of (Al2O3, SiO2 and SiC) nanoparticles at optimum conditions as compared to base alloy AA6061-T6. A significant improvement in corrosion resistance was revealed for the processed samples of the base alloy and FSPed surface composite sample with Al2O3, SiO2, and SiC nanoparticles reinforcement. However, the FSPed, sample composite with SiC nanoparticle showed the highest corrosion resistance ( or the least current density) over the FSPed composite samples with Al2O3 and SiO2 nanoparticles. It was found that the addition of Al2O3, SiO2 and SiC nanoparticles to the FSPed sample improved the corrosion resistance by 81%. 89 and 96%, respectively, after the electrochemical corrosion tests in 3.5% NaCl solution at 30oC.

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