بهینه سازی پارامترهای فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP)، برای بهبود سختی و مقاومت به سایش Al-۲۰۲۴ توسط روش سطح پاسخ

در این پژوهش به بررسی اثر پارامترهای مختلف فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) بر سختی و مقاومت به سایش Al-۲۰۲۴، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور با استفاده از روش سطح پاسخ، برای سه پارامتر تاثیرگذار فرایند FSPکه شامل سرعت چرخش پین، سرعت پیشروی پین و زاویه پین می باشند، پنج سطح در نظر گرفته شد. پاسخ های حداکثر سختی و حداقل نرخ سایش به عنوان عامل بهینه کننده انتخاب گردید. به منظور ارزیابی سختی نمونه های FSP شده از آزمون ریزسختی سنج ویکرز تحت استاندارد ASTM-E۳۸۴ و برای ارزیابی رفتار سایشی نمونه ها از آزمون سایش پین روی دیسک تحت استاندارد ASTM-G۹۹ در بار ۵۰۰ گرم و مسافتm۱۰۰۰ استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر فرایند FSP بر ریزساختار از میکروسکوپ نوری استفاده شد. نتایج نشان داد که سرعت چرخش پین و سرعت پیشروی پین، هم به صورت مستقیم روی متوسط سختی تاثیر گذار می باشند و هم با توان دوم خود. همچنین مشخص است که این دو عامل روی یکدیگر نیز تاثیر گذار می باشند و می توان این دو عامل را به صورت مستقل بررسی نمود. عامل زوایه حمله پین تقریبا هیچ تاثیری روی متوسط سختی نداشته همچنین این عامل با هیچ کدام از دو عامل دیگر نیز در تقابل نمی باشد. پس از انجام فرایند بهینه سازی، سرعت پیشروی پین، سرعت چرخش پین و زاویه بهینه به ترتیب برای اصلاح سطحی آلیاژ آلومینیم Al-۲۰۲۴، mm/min ۲۸، rpm۱۲۷۴ و ۲.۵ درجه بدست آمد. مقدار سختی و میزان کاهش وزن در آزمون سایش برای نمونه FSP شده با پارامترهای بهینه به ترتیب برابر ۱۵۴ ویکرز و mg۹.۳ بدست آمد.

کلیدواژه ها:

فرآیند اصطکاکی اغتشاشی ، روش سطح پاسخ ، Al-۲۰۲۴ ، سایش