Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của việc gia cường bằng vi hạt SiC/Si3N4 đến các thuộc tính cơ học và khả năng chống mài mòn của mối hàn nhôm hợp kim AA6061-T6 bằng phương pháp hàn trộn ma sát
Tóm tắt
Hàn trộn ma sát (FSW) được sử dụng rộng rãi để kết nối các thành phần hợp kim nhôm trong các ứng dụng xây dựng, hàng không và ô tô. Trong nghiên cứu này, các thuộc tính cơ học (độ bền kéo, tỷ lệ kéo dài và độ cứng vi mô), tính chất chống mài mòn và cấu trúc vi mô của mối hàn trộn ma sát của AA6061-T6 đã được nghiên cứu bằng cách gia cường giữa các tấm bằng vi hạt silicon carbide (µSiC) và vi hạt silicon nitride (µSi3N4). Quá trình hàn trộn ma sát được thực hiện với tốc độ quay công cụ (TRS) khác nhau (750, 1000 và 1400 vòng/phút) và tốc độ hàn là 56, 80 và 112 mm/phút. Mối hàn trộn ma sát không có gia cường và có µSiC thể hiện độ bền kéo tối đa ở hai tổ hợp tốc độ hàn và tốc độ quay công cụ; một là ở tốc độ hàn 112 mm/phút, TRS 1000 vòng/phút, và một tổ hợp khác ở tốc độ hàn 56 mm/phút và TRS 1400 vòng/phút. Thực tế cho thấy rằng việc gia cường bằng µSiC và µSi3N4 đã làm giảm các thuộc tính kéo của mối hàn nhưng cải thiện khả năng chống mài mòn và các thuộc tính độ cứng vi mô đáng kể trong vùng khuấy. Gia cường bằng µSiC trong quá trình FSW cho thấy các thuộc tính độ bền kéo, độ cứng vi mô và khả năng chống mài mòn tốt hơn so với các mối hàn FSW có gia cường bằng µSi3N4. Sự cải thiện trong độ cứng vi mô của mối hàn FSW được gia cường bằng các vi hạt SiC và Si3N4 là do hiệu ứng giữ chặt do các hạt cứng tạo ra.
Từ khóa
#hàn trộn ma sát #hợp kim nhôm #SiC #Si3N4 #độ bền kéo #chống mài mòn #độ cứng vi môTài liệu tham khảo
Çam G, İpekoğlu G (2017) Recent developments in joining of aluminium alloys. Int J Adv Manuf Technol 91(5–8):1851–1866
Çam G (2011) Friction stir welded structural materials: beyond Al-alloys. Int Mater Rev 56(1):1–48
Patel VK, Rani K (2017) Mechanical and wear properties of friction stir welded 0–6Wt% nAl2O3 reinforced Al-13Wt% Si composites. Strojnícky Casopis J Mech Eng 67:77–86
Patel VK, Kumar P, Bhattacharya S (2018) Mechanical, microstructural and sliding wear properties of friction stir welded AA6063-T6 and AA5052-H32 aluminium alloys. Mater Foc 7:50–58
Sen M, Shankar S, Chattopadhyaya S (2019) Micro-friction stir welding (µFSW ): a review. Mater Today Proc. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.09.220
Mishra D, Roy RB, Dutta S, Pal SK, Chakravarty D (2018) A review on sensor based monitoring and control of friction stir welding process and a roadmap to Industry 4.0. J Manuf Process 36:373–397
https://www.alcotec.com/us/en/education/knowledge/qa/The-Differences-Between-Heat-Treatable-and-Non-Heat-Treatable-Aluminum-Alloys.cfm
Baghdadi AH, Rajabi A, Selamat NFM, Sajuri Z, Omar MZ (2019) Effect of post-weld heat treatment on the mechanical behavior and dislocation density of friction stir welded Al6061. Mater Sci Eng A 754:728–734
Tao X, Chang Y, Guo Y, Li W, Li M (2018) Microstructure and mechanical properties of friction stir welded oxide dispersion strengthened AA6063 aluminum matrix composites enhanced by post-weld heat treatment. Mater Sci Eng A 725:19–27
İpekoğlu G, Erim S, Gören Kıral B, Çam G (2013) Investigation into the effect of temper condition on friction stir weldability of AA6061 Al-Alloy plates. Kovove Mater 51(3):155–163
İpekoğlu G, Erim S, Çam G (2014) Effects of temper condition and post weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties of friction stir butt welded AA7075 Al-alloy plates. Int J Adv Manuf Technol 70(1):201–213
İpekoğlu G, Çam G (2014) Effects of initial temper condition and postweld heat treatment on the properties of dissimilar friction-stir-welded joints between AA7075 and AA6061 aluminum alloys. Metall Mater Trans A 45A(7):3074–3308
İpekoğlu G, Erim S, Çam G (2014) Investigation into the influence of post-weld heat treatment on the friction stir welded AA6061 Al-alloy plates with different temper conditions. Metall Mater Trans A 45A(2):864–877
Liu Z, Xin R, Wu X, Liu D, Liu Q (2018) Improvement in the strength of friction-stir-welded ZK60 alloys via post-weld compression and aging treatment. Mater Sci Eng A 712:493–501
Singh S, Angra S (2019) Hygrothermal degradation of mechanical properties of nanoclay based stainless steel and glass fibre-epoxy laminate. J Phys Conf Ser 1240:012164
Choudhary S, Choudhary S, Vaish S, Upadhyay AK, Singla A, Singh Y (2019) Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of friction stir welded Al 6061 aluminum alloy joints. Mater Today Proc. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.05.466
Kumar R, Singh K, Pandey S (2012) Process forces and heat input as function of process parameters in AA5083 friction stir welds. Trans Nonferrous Met Soc China 22:288–298
Astarita A, Squillace A, Nele L (2016) Mechanical characteristics of welded joints of aluminum alloy 6061 T6 formed by ARC and friction stir welding. Met Sci Heat Treat 57:564–569
Hariri MB, Shiri SG, Yaghoubinezhad Y, Rahvard MM (2013) The optimum combination of tool rotation rate and traveling speed for obtaining the preferable corrosion behavior and mechanical properties of friction stir welded AA5052 aluminum alloy. Mater Des 50:620–634
Khodir SA, Shibayanagi T, Naka M (2006) Control of hardness distribution in friction stir welded AA2024-T3 aluminum alloy. Mater Trans 47:1560–1567
Upadhyay P, Reynolds A (2014) Effect of backing plate thermal property on friction stir welding of 25-mm-thick AA6061. Metall Mater Trans A 45:2091–2100
Cam G, Mistikoglu S (2014) Recent developments in friction stir welding of Al-alloys. J Mater Eng Perform 23:1936–1953
Jamshidi Aval H, Serajzadeh S, Kokabi AH (2011) Theoretical and experimental investigation into friction stir welding of AA 5086. Int J Adv Manuf Technol 52:531–544
Eftekharinia H, Amadeh AA, Khodabandeh A, Paidar M (2016) Microstructure and wear behavior of AA6061/SiC surface composite fabricated via friction stir processing with different pins and passes. Rare Met 39:1–7
Khalique EA, Nagesh BM, Raju BS, Drakshayani DN (2019) Studies on the effect of welding parameters for friction stir welded AA6082 reinforced with Aluminium Oxide. Material Today Proc. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.10.059
Marzoli LM, Strombeck AV, Dos Santos JF, Gambaro C, Volpone LM (2006) Friction stir welding of an AA6061/Al2O3/20p reinforced alloy. Compos Sci Technol 66:363–371
Kumar P, Sukhomay S, Qingyu P (2019) Effect of solid solution phase constitution on dissimilar Al/Cu FSW using Zn as an alloying element at the joint interface SN. Appl Sci 1:1659
Li D, Yang X, Cui L, He F, Shen H (2014) Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of AA6061-T6 butt welded joints by stationary shoulder friction stir welding. Mater Des 64:251–260
Marzbanrad J, Akbari M, Asadi P, Safaee S (2014) Characterization of the influence of tool pin profile on microstructural and mechanical properties of friction stir welding. Metall Mater Trans B 45:1887–1894
Balasubramanian V (2008) Relationship between base metal properties and friction stir welding process parameters. Mater Sci Eng A 480:397–403
Rajakumar S, Muralidharan C, Balasubramanian V (2011) Predicting tensile strength, hardness and corrosion rate of friction stir welded AA6061-T6 aluminium alloy joints. Mater Des 32:2878–2890
Rajakumar S, Muralidharan C, Balasubramanian V (2011) Response surfaces and sensitivity analysis for friction stir welded AA6061-T6 aluminium alloy joints. Int J Manuf Res 6:215–235
Heidarzadeh A, Khodaverdizadeh H, Mahmoudi A, Nazari E (2012) Tensile behavior of friction stir welded AA 6061–T4 aluminum alloy joints. Mater Des 37:166–173
ASTM E8 / E8M-13 (2013) Standard test methods for tension testing of metallic materials. ASTM International, West Conshohocken, PA. www.astm.org
Mohd Hanapi MH, Hussain Z, Almanar IP, Abu Seman A (2016) Optimization processing parameter of 6061–T6 alloy friction stir welded using Taguchi technique. Mater Sci Forum 840:294–298
Lakshminarayanan AK, Balasubramanian V, Elangovan K (2009) Effect of welding processes on tensile properties of AA6061 aluminium alloy joints. Int J Adv Manuf Technol 40:286–296
Abbasi M, Abdollahzaden BB, Omidvar H (2015) The effect of SiC particle addition during FSW on microstructure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy. J Mater Eng Perform 24:5037–5045
Karthikeyan P, Mahadevan K (2013) Investigation on the effects of SiC particle addition in the weld zone during friction stir welding of Al 6351 alloy. Int J Adv Manuf Technol 80:1919–1926