بررسي اثر سرعت دوراني پين و شانه بر روي خواص مكانيكي ناحيه ايجاد شده توسط فرآيند اصطكاكي اغتشاشي در آلياژ آلومينيم 6061

Investigating the effect of pin and shoulder rotational speed on the mechanical properties of friction stir processed region in Al6061

فرآيند اصطكاكي اغتشاشي يك فرايند بهبود دهنده‌ي خواص مكانيكي و متالورژيكي سطوح فلزات مي باشد. يكي از مهم‌ترين پارامترهاي اثرگذار بر روي ساختار و خواص مكانيكي ناحيه ايجاد شده توسط اين فرآيند سرعت دوراني پين و شانه ابزار كار است. در اين تحقيق اقدام به طراحي ابزار جديدي شده كه بر خلاف ابزارهاي معمول، پين و شانه‌ي آن از يكديگر مستقل بوده و مي توانند سرعت‌هاي دوراني متفاوت و مجزايي را اختيار كنند. فرآيند اصطكاك اغتشاشي با ثابت نگه داشتن سرعت شانه بر روي 800 دور بر دقيقه و تغيير سرعت پين به ترتيب 800، 1000 و 1250 دور بر دقيقه انجام شد. دماي بيشينه و مقاومت مكانيكي ناحيه ايجاد شده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه با ثابت نگه داشتن سرعت شانه و افزايش سرعت پين، دماي بيشينه فرآيند افزايش چشمگيري پيدا نمي كند(افزايش حدودا 2 درصد در دماي بيشينه با افزايش 25 درصد در سرعت دوراني پين). افزايش سرعت دوراني پين مقاومت مكانيكي ناحيه ايجاد شده را افزايش داد. افزايش سرعت دوراني پين از 800 دور بر دقيقه به 1250 دور بر دقيقه باعث افزايش 18 درصد در تنش نهايي شد.

Friction stir process is one of the process that improve the mechanical and metallurgical properties of metals surface. One of the important parameters in this process which affect mechanical and metallurgical properties is rotational speed of shoulder and pin tool. In this study, unlike the other research a new tool was designed and manufactured in such a way that rotational speed of pin and shoulder is seperatable from each other and each one can adopt different speed. Friction stir process was done with constant rotational speed of shoulder (800 rpm) and different rotational speed of the pin(800, 1000 and 1250 rpm). Maximum temperature and mechanical properties of the samples was investigated. The results showed that the maximum temperature does not increase greatly with increasing the rotational speed of the pin (2% increase with 25% increase in the rotational speed of the pin). Mechanical properties of the samples increased with increasing the rotational speed of the pin. The ultimate stress was increased 18% when the rotational speed of the pin was changed from 800 rpm to 1250 rpm.