Title of article :
Experimental Investigations on Microstructural and Mechanical Behavior of Friction Stir Welded Aluminum Matrix Composite
Author/Authors :
Kaushik, N Department of Mechanical Engineering - National Institute of Technology, Kurukshetra, Haryana, India , Singhal, S Department of Mechanical Engineering - National Institute of Technology, Kurukshetra, Haryana, India
Abstract :
The welding of materials by applying Friction Stir Welding technique is a new solid-state joining technique. The main advantage of this method compared to the traditional joining process is that it minimizes problem-related to metal resolidification as the method incorporates no melting phase. In this experimental work, the effect of friction stir welding (FSW) technique on the microstructure and mechanical properties of the cast composite matrix AA6063 reinforced with 7wt % SiC particles is studied. Friction stir welding, owing to the simultaneous effect of intense plastic deformation and frictional heat generated throughout welding, had impacts each on the reinforcement agents and the matrix alloy. FSW produced a notable reduction in the size of reinforcement agents and their homogeneous distribution in the weld region. It also induced the grain refinement due to dynamic recrystallization of the aluminum matrix alloy in the weld area. The frictional heat generated during friction stir welding had impacts on the growth, dissolution and reprecipitation of the hardening precipitates. The microstructural changes resulted in improved mechanical properties such as UTS, elongation, and hardness of the joint. A joint efficiency of 98.84% was observed for the welded joint. The XRD and EDX analysis of the welded area confirmed that there was no formation of any other compound due to the frictional heat produced during welding. The SEM fracture morphology of the welded joint revealed that the fracture behavior was changed from ductile to brittle following to FSW.
Farsi abstract :
جوشكاري مواد با استفاده از تكنيك جوش اصطكاكي يك روش اتصال جديد حالت جامد است. مزيت اصلي اين روش نسبت به روند پيوستن سنتي اين است كه آن را به مسائل مربوط به بازسازي فلوات مي رساند، زيرا اين روش شامل هيچ مرحله ذوب نمي شود. در اين كار آزمايشي اثر تكنيك جوشكاري اصطكاكي (FSW) بر روي ريزساختار و خواص مورد مطالعه قرار گرفته است. 7wt % SiC مكانيكي ماتريس كامپوزيتي AA6063 تقويت شده با Wt است. ذرات 7wt % SiC مورد مطالعه قرار گرفته است. جوشكاري اصطكاكي با توجه به اثر همزمان تغيير شكل شديد پلاستيكي و گرماي اصطكاك توليد شده در طي جوشكاري، هر كدام بر روي آلياژهاي تقويت كننده و آلياژ ماتريكس تأثير مي گذارد. FSW كاهش قابل توجهي در اندازه عوامل تقويت كننده و توزيع همگن آنها در منطقه جوش ايجاد كرد. همچنين با توجه به پراكندگي پويا آلومينيوم ماتريس آلومينيومي در منطقه جوش، پالايش دانه را القا مي كند. گرماي اصطكاكي كه در طي جوشكاري اصطكاك جوشكاري ايجاد شده، بر رشد، انحلال و جايگزيني رسوبات سخت افزاري تاثير گذاشته است. تغييرات ريز ساختاري منجر به بهبود خواص مكانيكي مانند UTS، انقباض و سختي مفصل مي شود. بازده مشترك 98/84% براي جوش داده شده بود. تجزيه و تحليل XRDو EDX در منطقه جوش نشان داده شده است كه هيچ تركيب ديگري به علت گرماي اصطكاك توليد شده در جوشكاري ايجاد نشده است. مورفولوژي شكستگي SEM جوش داده شده نشان داد كه رفتار شكستگي از مجذور به شكننده پس از FSW تغيير كرد.
Keywords :
Hardness , Tensile Strength , Microstructure , AA6063 , Friction Stir Welding , Aluminum Matrix Composites