اصلاح ريزساختار مس خالص با استفاده از فرايند اغتشاشي اصطكاكي (FSP)

Microstructure refinement of pure copper by friction stir processing (FSP

اخيرا فرايند اغتشاشي اصطكاكي (FSP) ، به عنوان ابزاري موثر براي اصلاح ريزساختار و خواص مكانيكي ورق هاي فلزي شناخته شد ه است. در تحقيق حاضر، از يك ابزار بدون پين شامل يك شانه به قطر 16 ميليمتر براي توليد ساختارهاي نانو در سطح مس خالص، استفاده شده است. همچنين، تاثير فرايند اغتشاشي اصطكاكي و پارامترهاي آن (سرعت دوراني و پيشروي) بر ريزساختار و سختي مس خالص مورد بررسي قرار گرفته است. با بررسي مشخصه هاي ريزساختاري توسط روش هاي ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ميكروسكوپ نيروي اتمي و پراش پرتو ايكس مشخص شد كه فرايند اغتشاشي اصطكاكي موجب ريز شدن دانه ها، همگن شدن ريزساختار و افزايش سختي مس خالص مي شود. نتايج نشان مي دهد با انجام فرايند اغتشاشي اصطكاكي روي سطح ورق مس خالص در سرعت دوراني 1600 دور بر دقيقه و سرعت پيشروي 50 ميليمتر بر دقيقه، يك لايه نانوساختار با ضخامتي حدود 50 ميكرومتر و با اندازه دانه 50 تا 200 نانومتر به دست مي آيد كه حدود سه برابر سخت تر از مس خالص است.

Recently, friction stir process (FSP) is known as an effective process for microstructure refinement and modifying of mechanical properties of metallic sheets. In this study, a pinless tool consists of a shoulder with the diameter of 16 mm is used to produce nanostructured layers on the surface of pure copper. Also, the effect of process parameters variation (rotational speed and traverse speed) on the microstructure and hardness of pure copper has been studied. The results of microstructural observations such as optical microscopy, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction confirmed the formation of homogeneous and fine grains surface microstructure. Results Shows that the nanostructured surface layer with grain size of 50 to 200 nm and depth of 50 μm was formed on the surface of copper which its hardness is about three times the hardness of base metal.