پایداری حرارتی -مکانیکی آلومینیوم تغییر شکل پلاستیک شدید داده شده جوشکاری شده با فرآیند اصطکاکی- تلاطمی و پودر هیبریدی آلومینا/گرافیت: اثر نسبت سرعت دورانی ابزار به سرعت خطی وتعداد پاس جوشکاری

در این پژوهش، پایداری حرارتی-مکانیکی آلومینیوم ۱۰۵۰ که در ابتدا تحت دو پاس فرآیند پرسکاری در قالب شیاردار محدودشده (Constrained groove press (CGP)) قرار گرفت، نسبت به جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی (Friction stir welding (FSW)) با بکارگیری پودر هیبریدی ( ۵۰ % حجمی پودر پودر میکرومتری گرافیت و ۵۰ % حجمی پودر نانومتری α-Al۲O۳ توسط بررسی تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی آن ارزیابی شد. به منظور دستیابی به بیشترین خواص مکانیکی نهایی قطعات جوشکاری شده، متغیرهای متفاوتی از فرآیند FSW به کار گرفته شد. انجام فرآیند FSW در یک و چند پاس و نیز در نسبت های متفاوت از سرعت دورانی ω به سرعت خطی v متغیرهای جوشکاری در این پژوهش بودند. همچنین برای ارزیابی اثر پودرها بر خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی زمینه فلزی ،(Hybrid metal matrix composite (HMMC)) بعضی از ورق های CGP شده بدون پودر جوشکاری شدند. در کنار مشاهدات میکروسکوپ نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، آزمون میکروسختی ویکرز و آزمون کشش عرضی برای بررسی خواص مکانیکی مناطق جوش انجام شد. مشخص شد اثرگذاری پودر گرافیت به عنوان ذرات روان کننده در اتصالات به طور قابل توجهی از متغیرهای جوشکاری پیروی می کند. به طوری که پودر گرافیت با افزایش پایداری حرارتی-مکانیکی نمونه های تغییر شکل پلاستیک شدید منجر به بهبود قابل توجه خواص مکانیکی این ورق ها شد. با این وجود، این پودر به علت همین ویژگی ذاتی، و به عبارتی تضعیف سیلان ماده، منجر به تخریب خواص مکانیکی ماده نیز شد. علاوه بر این هر دو پودر استفاده شده باعث ایجاد مکانیزم های استحکام بخشی مانند پین کردن مرزدانه ها Grain boundary Zener-pinning و جوانه زنی متاثر از ذرات Particulate stimulated nucleation (PSN شدند. با این حال این نتیجه حاصل شد که توزیع یکنواخت ذرات، که از طریق افزایش نسبت ω/v فراهم می شود، به طور قابل توجهی باعث بهبود اثر بخشی پودرها در ریزساختار شده و خواص مکانیکی نهایی را افزایش می دهد. همچنین مشاهده شد جوش سالم تنها با افزایش تعداد پاس جوشکاری، و به دلیل سیلان بهتر ماده و حذف حفرات، ایجاد می شود

Keywords:

تغییر شکل پلاستیک شدید , جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی , کامپوزیت هیبریدی زمینه فلزی , ذرات روان کننده , پایداری حرارتی-مکانیکی , خواص مکانیکی