۱۹۹۴۰پ
per
بررسی تأثیر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی فولادCK۴۵
Investigation of effect of friction stir welding (FSW) on the mechanical and metallurgical properties of CK۴۵ Steels
/محمدرضا رفعتی هراب
: فنی و مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۷
، افشار
۸۰ص
چاپی - الکترونیکی
ارشد
مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید
۱۳۹۷/۰۶/۰۶
تبریز
فولاد کربنی CK۴۵ با توجه به خواص خوب مکانیکی و متالوژی و قیمت مناسب همراه با چقرمگی بالا و مقاومت زیاد در برابر سایش، کاربردهای وسیعی در صنایع خودروسازی، هواپیماسازی، صنعت نفت و ماشین‌آلات و به‌ویژه صنعت راه‌آهن) چرخ و محور واگن‌ها (دارد .دشواری ایجاد جوش‌های استحکام بالا و مقاوم به شکست و خستگی در فولاد CK۴۵ با توجه به ترکیب عناصر موجود در فلز، باعث کاهش استفاده گسترده از روش‌های جوشکاری ذوبی جهت اتصالدهی این فولاد در کاربردهای مختلف شده است .به همین منظور با توجه به ویژگی‌ها و مزایایی که روش‌های جوشکاری حالت جامد نسبت به روش‌های جوش ذوبی دارد برای دست‌یابی به خصوصیات مکانیکی و متالورژیکی مطلوب، جوشکاری‌های حالت جامد برای اتصال دهی فولاد CK۴۵ مورد استفاده قرار میگیرد .یکی از روش‌های پیشرفته جوشکاری جامد، حالت جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی میباشد که هدف از این پایاننامه بررسی جوش-پذیری فولاد CK۴۵ به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی میباشد .پارامترهای دور، پیشروی و عمق به‌صورت تجربی به ترتیبrpm۹۵۰ ،mm/min۲۴ و mm ۴/۰ تعیین شد تا جوش سالم از نظر ظاهری به دست آید سپس از طریق انجام آزمایشات مکانیکی و متالورژیکی، تأثیر فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خشک و زیر آب بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی بررسی شد .همچنین برای نتیجه‌گیری و مقایسهی بهتر روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با متداول‌ترین روش جوش ذوبی، نمونه‌ها با استفاده از روش تیگ جوشکاری شدند .فلزهای پرکنندهی مختلفی ازجملهB۲- ER۸۰S،ER۷۰S- ۶و R۶۰و همچنین بدون فلز پرکننده با پیشگرم ۱۰۰ درجهی سانتیگراد و بدون پیشگرم در جوشکاری تیگ به کار گرفته شد .در هر دو روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در حالت خشک و همچنین جوش تیگ با فلز پرکنندهیB۲- ER۸۰S،ER۷۰S- ۶و بدون پیشگرم ساختار فلز جوش دارای مارتنزیت بوده که جوش را غیر قابل قبول می‌کند .نتایج بهدست آمده از آزمایشات مکانیکی و ریزساختاری نشان می‌دهد که نتایج قابل قبول به دلیل ایجاد فازهای فریت و پرلیت از جوش تیگ با فلز پرکنندهی R۶۰ و بدون فلز پرکننده با پیشگرم ۱۰۰ درجهی سانتیگراد، و در جوش اصطکاکی اغتشاشی از محیط جوشکاری زیرآب بهدست آمد .بهترین نتیجه ممکن از نمونههای بالا، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی زیرآب هست که دارای ریزساختار فریت و پرلیت ریز با استحکام ۵۷۰ مگاپاسکال میباشد که نسبت به فلز پایه افزایش استحکام ۳۴ درصدی داشته است .اندازه دانهی ایجاد شده در جوشکاری زیرآب نسبت به فلز پایه یازده برابر و نسبت به جوش اصطکاکی اغتشاشی خشک سه برابر کاهش یافته است که خواص مکانیکی مورد قبول حاکی از ریزدانه شدن آن میباشد .
Abstract: CK45 carbon steel owing to excellent mechanical and metallurgical properties as well as reasonable price, widely used in various industries such as automotive, airplane, oil and machinery industries, and in particular the railway industry. Creating high strength and fatigue resistant welds of CK45 steel is difficult due to the combination of elements in the metal. Thus, the use of fusion welding methods for joining CK45 steel has reduced in various applications. One of the advanced methods of solid state welding is the friction stir welding. With regard to the advantages of solid-state welding methods compared to those used in fusion welding, the friction stir welding process is used to achieve the desired strength of mechanical and metallurgical properties for the Ck45 steel. The aim of this thesis is to investigate the weldability of CK45 steel by friction stir welding method. The tool rotatinal speed , depth, and feed rate parameters were determined experimentally to achieve a good weld appearance. Then, through the mechanical and metallurgical experiments, the effect of the friction stir welding process on the mechanical and metallurgical properties was investigated. Also, to compare the friction stir welding method with the most common method of fusion welding, samples were taken using TIG welding. Different filler metals such as ER80S-B2, ER70S-6 and R60 and also without filler metal with a preheated 100 C and without preheating in gas tungsten arc welding was used. In both methods comprising, friction stir welding in the dry state and also TIG welding with ER80S-B2, ER70S-6 fillers and without preheating, the weld metal microstructure has martensite, which makes the weld unacceptable. The results obtained from mechanical and microstructural experiments show that the acceptable results due to the formation of phases of ferrite and perlite from the TIG welding with the filler metal R60 and without the filler metal with a preheat of 100 C, and in the friction stir welding from the underwater welding environment was obtained. The best possible result of the above examples is friction stir welding of underwater, which has fine ferrite and perlite microstructure with a strength of 570 MPa as compared to the base metal, the strength increased by 34 . The grain size of the underwater welding compared to the base metal eleven times, and compared to dry friction stir welding three times has decreased. The fine grain sized morfology led to abtaining acceptable mechanical properties.
Investigation of effect of friction stir welding (FSW) on the mechanical and metallurgical properties of CK۴۵ Steels
رفعتی هراب، محمدرضا
Rafati Herab, Mohammad Reza
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
