بررسی خواص مکانیکی فولادهای متوسط کربن بعد از فرآوری اصطکاکی -اغتشاشی

اصول و اساس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بسیار ساده میباشد. بدین صورت که یک ابزار غیر مصرفی دوار استوانهای شکل متشکل از دو قسمت پین و شانه و با دارا بودن سرعت دورانی و پیشروی مناسب، در قطعه نفوذ کرده و در اثر حرارت تولید شده ناشی از اصطکاک بین ابزار و قطعه کار، بدون ذوب ماده سبب تکمیل فرآیند در مسیر اغتشاش میشود و با رخ دادن تبلورمجدد دینامیکی، دانههای ریز هم محور در ناحیه اغتشاش یافته تشکیل میشوند و در ناحیه اغتشاش یافته چگالی نابجاییها به طور قابلتوجهی کاهش پیدا میکنند. در فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بیشتر حرارت مورد نیاز از طریق اصطکاک بین ابزار و فلز پایه ایجاد می شود و اصطکاک مابین ابزار و فلز پایه فاکتور مهمی در میزان حرارت تولیدی می باشد. هر چه این ضریب بیشتر باشد، میزان گرمای تولید شده بیشتر خواهد بود. این ضریب اصطکاک توسط سختی ابزار کنترل می شود. در این تحقیق، برای انجام عملیات فرآیند اصطکاکی اغتشاشی از دو ابزار استوانه ای شکل از جنس کاربید تنگستن و با پینهای متفاوت از نظر سطح مقطع شامل پین مخروطی دارای سطح مقطع دایره ای و سطح مقطع مربعی شکل استفاده شده است که هرکدام از ابزارها یک بار با استفاده از پودر زیرکونیم و یکبار بدون آن به کار گرفته شده اند و در هر مرحله، عملیات با 1، 2 و 4 گذر بر روی قطعه ای از جنس ورق فولادی Ck45 همراه بوده است . نمونه ها تحت آزمایشات سختی سنجی و سایش قرار گرفتند و نتایج ریزسختی سنجی بر روی نمونه ها در مقطع عرضی نشان داد که میزان سختی تا حدود 37 درصد سختی اولیه افزایش یافته است. همچنین رفتار سایشی نمونه ها با روش پین بر روی دیسک مورد بررسی قرارگرفت و نتایج حاصل حاکی از آن است که مقاومت سایشی فلز تا 46 درصد افزایش یافته و ضریب اصطکاک کاهش داشته است. همچنین مشخص گردید که با افزایش تعداد گذر در این فرآیند، همگن بودن دانه ها بیشتر شده و میزان حفرات و ناهمگنی ها کاهش می یابد. در حالی که خواص مکانیکی و تریبولوژیکی فلز در ناحیه انجام فرآیند به طور چشمگیری افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

فرآیند اصطکاکی- اغتشاشی ، فولاد Ck45 ، ابزارکاربید تنگستن ، سختی ، سایش