تولید کامپوزیت درجای زمینه آلومینیمی Al 3003 تقویت شده با نانوذرات〖Al〗_3 Zr و 〖Al〗_3 Ti توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی(FSP)
General Material Designation
[پایان نامه]
First Statement of Responsibility
/ مجتبی زادعلی محمدکوتیانی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی، گروه مواد
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۵
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۲۷ص.
Accompanying Material
+همراه سی دی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی مواد
Date of degree
۱۳۹۵/۰۹/۲۲
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
نام خانوادگي: زادعلی محمدکوتیانی نام: مجتبیشماره دانشجويي:9317003 عنوان پايان نامه: تولید کامپوزیت درجای زمینه آلومینیمی Al 3003 تقویت شده با نانوذرات〖Al〗_3 Zr و 〖Al〗_3 Ti توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی(FSP) استاد راهنما: دکتر¬¬ خلیل رنجبراستاد مشاور: دکتر رضا دهملاییدرجه تحصيلي: کارشناسی ارشد رشته: مهندسی مواد گرايش: جوشکاری دانشگاه: شهید چمران اهواز دانشكده: مهندسی گروه: مواد تاريخ فارغ التحصيلي: 22/9/1395 تعداد صفحه: 127كليد واژه ها : آلیاژ Al 3003-H14، فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، مدل〖ΔG〗^e ، کامپوزیت درجا،〖Al〗_3 Zr و 〖Al〗_3 Tiچکیده: در این پژوهش، کامپوزیتهای درجای زمینه آلومینیمی تقویتشده با نانوذرات Al_3 Zr و Al_3 Ti با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) تولید شد. برای این کار از آلیاژ نورد شدهیAl 3003-H14 بهعنوان زمینه و پودر زیرکنیم و تیتانیم بهترتیب با اندازهی ذرات کوچکتر از 20 و 45 میکرومتر بهعنوان تقویتکننده استفاده گردید. استحکام کششی و سختی کامپوزیتهای تولیدشده پس از 2، 4 و 6 پاس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی اندازهگیری شد و ریزساختار آنها توسط روش میکروسکوپی نوری و الکترونی و همچنین تفرق پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. برای پیشبینی ترمودینامیکی تشکیل فازهای Al_3 Zr و Al_3 Ti در فصل مشترک ذرات و زمینه از مدل تغییرات انرژی آزاد گیبس تشکیل مؤثر (〖∆G〗^e) استفاده شد. بررسیهای ریزساختاری نشان داد که با افزایش تعداد پاسها، ترکیبات آلومینایدی بیشتری تشکیل شده و توزیع ذرات تقویتکننده در زمینه یکنواختتر میشود. مشاهده شد که بیشترین استحکام کششی و ریزسختی کامپوزیت حاوی نانوذرات آلومینایدی Al_3 Zr و نیز برای کامپوزیت حاوی نانوذرات Al_3 Ti در پاس ششم حاصل میگردد و کامپوزیت هیبریدی نسبت به این دو کامپوزیت خواص مکانیکی بهینهای با استحکام کششی Mpa 168، ازدیاد طول 23% و متوسط ریزسختی HV 5/68 را از خود نشان میدهد. مدل تغییرات انرژی آزاد گیبس تشکیل مؤثر (〖∆G〗^e)، تشکیل ترکیبات آلومینایدی را در فصل مشترک ذرات و زمینه پیشبینی کرد که تطابق خوبی با نتایج تجربی بهدست آمده داشت.
Text of Note
نام خانوادگي: زادعلی محمدکوتیانی نام: مجتبیشماره دانشجويي:9317003 عنوان پايان نامه: تولید کامپوزیت درجای زمینه آلومینیمی Al 3003 تقویت شده با نانوذرات〖Al〗_3 Zr و 〖Al〗_3 Ti توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی(FSP) استاد راهنما: دکتر¬¬ خلیل رنجبراستاد مشاور: دکتر رضا دهملاییدرجه تحصيلي: کارشناسی ارشد رشته: مهندسی مواد گرايش: جوشکاری دانشگاه: شهید چمران اهواز دانشكده: مهندسی گروه: مواد تاريخ فارغ التحصيلي: 22/9/1395 تعداد صفحه: 127كليد واژه ها : آلیاژ Al 3003-H14، فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، مدل〖ΔG〗^e ، کامپوزیت درجا،〖Al〗_3 Zr و 〖Al〗_3 Tiچکیده: در این پژوهش، کامپوزیتهای درجای زمینه آلومینیمی تقویتشده با نانوذرات Al_3 Zr و Al_3 Ti با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) تولید شد. برای این کار از آلیاژ نورد شدهیAl 3003-H14 بهعنوان زمینه و پودر زیرکنیم و تیتانیم بهترتیب با اندازهی ذرات کوچکتر از 20 و 45 میکرومتر بهعنوان تقویتکننده استفاده گردید. استحکام کششی و سختی کامپوزیتهای تولیدشده پس از 2، 4 و 6 پاس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی اندازهگیری شد و ریزساختار آنها توسط روش میکروسکوپی نوری و الکترونی و همچنین تفرق پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. برای پیشبینی ترمودینامیکی تشکیل فازهای Al_3 Zr و Al_3 Ti در فصل مشترک ذرات و زمینه از مدل تغییرات انرژی آزاد گیبس تشکیل مؤثر (〖∆G〗^e) استفاده شد. بررسیهای ریزساختاری نشان داد که با افزایش تعداد پاسها، ترکیبات آلومینایدی بیشتری تشکیل شده و توزیع ذرات تقویتکننده در زمینه یکنواختتر میشود. مشاهده شد که بیشترین استحکام کششی و ریزسختی کامپوزیت حاوی نانوذرات آلومینایدی Al_3 Zr و نیز برای کامپوزیت حاوی نانوذرات Al_3 Ti در پاس ششم حاصل میگردد و کامپوزیت هیبریدی نسبت به این دو کامپوزیت خواص مکانیکی بهینهای با استحکام کششی Mpa 168، ازدیاد طول 23% و متوسط ریزسختی HV 5/68 را از خود نشان میدهد. مدل تغییرات انرژی آزاد گیبس تشکیل مؤثر (〖∆G〗^e)، تشکیل ترکیبات آلومینایدی را در فصل مشترک ذرات و زمینه پیشبینی کرد که تطابق خوبی با نتایج تجربی بهدست آمده داشت.Name: MojtabaSurname: Zadali mohammad kotiyaniTitle: Production of in-situ Al 3003 aluminum matrix composite reinforced with Al_3 Zr and Al_3 Ti nano particles by friction stir processing (FSP)Supervisor: Dr. khalil ranjbar Advisor: Dr. Reza dehmolaeiDegree: M.Sc University: Shahid Chamran University of Ahwaz Department : Materail EngineeringFaculty: EngineeringNumber of Pages: 127Graduating Date: 12/12/2016Keywords: AA3003-H14 alloy, Friction stir processing, 〖ΔG〗^e model, In situ composites, Al_3 Zr and Al_3 TiAbstract: In this study, aluminum based in situ composites reinforced by Al_3 Zr and Al_3 Ti nanoparticles were fabricated by Friction Stir Processing (FSP) technique. An wrought aluminum alloy of Al 3003- H14 was used as a base material, whereas elemental metallic powders of zirconium and titanium were used as reinforcments. Zirconium and titanium powders have size in the range of 20 and 45 micron respectively. Tensile strength and hardness of the FSPed composites were determined after applying 2, 4 and 6 passes of processing. Microstructural examinations were carried out by using optical and scanning electron microscopes (SEM). The assessment of phase formation was studied by X-Ray Diffraction (XRD) patterns. The effective Gibbs free energy change of formation (〖ΔG〗^e) model was used to thermodynamically predict the Al_3 Zr and Al_3 Ti phase formation at the interface between the base metal and the reinforcing particles. Results show that, by increasing the number of FSP passes, more aluminides are formed and distributed more uniformly throughout the matrix. It was also noticed that, the maximum tensile strength and hardness can be obtained after applying 6 passes of FSP in either of Al_3 Zr or Al_3 Ti reinforced composites. Nevertheless, the optimum mechanical properties with ultimate tensile strength 168 Mpa, elongation 23% and hardness 68.5 HV are obtained in hybrid composites, i.e. reinforced by both the mentioned alumineds. The alumindes phase formation at the interfaces of the base metal and reinforcing particles was predicted by (〖ΔG〗^e) model and confirmed by the experimental observations.
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
پایان نامه کارشناسی ارشد
Subject Term
دانشکده مهندسی
Subject Term
مهندسی مواد
Subject Term
جوشکاری
Subject Term
آلیاژ Al 3003-H14، فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، مدل〖ΔG〗^e ، کامپوزیت درجا،〖Al〗_3 Zr و 〖Al〗_3 Ti