بهينه‌سازي خواص مكانيكي سطحي و مشخصه‌يابي نانوكامپوزيت AZ31B/CNT به‌روش فرايند اصطكاكي اغتشاشي (FSP) با استفاده از روش طراحي آزمايشات روش سطح پاسخ (RSM)

Optimization of Surface Mechanical Properties and Characterization of AZ31B/CNT Nano-composite through Friction Stir Processing (FSP) using Response Surface Methodology (RSM) Design of Experiment

در اين تحقيق به بهينه‌سازي كامپوزيت‌سازي سطحي آلياژ منيزيم AZ31B با نانولوله‌هاي كربني به كمك روش فرايند اصطكاكي- اغتشاشي پرداخته شد. بدين منظور پارامترهاي مؤثر در فرايند شامل سرعت پيشروي، سرعت چرخش، درصد وزني نانولوله‌هاي كربني و تعداد پاس جوشكاري با روش طراحي آزمايش پاسخ سطح بررسي شد. جهت مشخصه‌يابي نمونه‌ها از آزمون‌هاي ميكروسختي سنجي، كشش، پانچ برشي و سايش خشك پين برروي ديسك استفاده شد. نتايج مدل‌سازي برروي دو پاسخ سختي و كاهش وزن ناحيه جوش نشان مي‌دهد كه در سرعت پيشروي 24 ميلي‌متر بر دقيقه، سرعت چرخش 660 دور بر دقيقه، چهار درصد وزني نانولوله كربني و سه پاس جوشكاري، شرايط بهينه قابل دستيابي است. همچنين شكست نگاري سطوح كشش و برش حكايت از توزيع همگن نانولوله‌هاي كربني در زمينه و افزايش خواص كششي و برشي داشت.

In this paper, the optimization of the surface composite of Mg AZ31B-carbon nanotub(CNT) via friction stir processing was investigated. Then, the most effective process parameters such as transverse speed, rotational speed, CNT weight percent and welding passes were studied by Response Surface Methodology (RSM) design of experiment. The specimens were also characterized by micro-hardness, tensile, shear punch and pin on disk dry sliding wear tests. The optimization results of hardness and weight reduction responses showed that the best conditions would be achievable with a transverse speed of 24 mm/min, rotational speed of 660 rpm, 4wt.% CNT and 3 welding passes. Moreover, fracture analysis of the surfaces proved a uniform distribution of CNTs in the matrix resulted in higher tensile and shear strength.