بررسی تاثیر پارامترهای فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر خواص مکانیکی سطحی نانو کامپوزیت AZ31B/CNT با استفاده از آنالیز حساسیت سوبل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، شهر اراک، ایران

3 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، شهر اراک، ایران

چکیده
فرآیند اصطکاکی اغتشاشی یک روش حالت جامد است که برای اصلاح سطح، بهبود خواص مکانیکی و تولید کامپوزیت استفاده می‌گردد. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر کامپوزیت‌‌سازی سطحی آلیاژ AZ31B/CNT با نانولوله‌های کربنی، به روش فرآیند اصطکاکی اغتشاشی و با استفاده از آنالیز حساسیت سوبل پرداخته شده است. پارامترهای ورودی در این پژوهش، سرعت پیشروی، سرعت چرخش، درصد وزنی نانولوله‌های کربنی و تعداد پاس‌های جوشکاری و همچنین خروجی‌های در نظر گرفته شده شامل سختی و کاهش وزن بوده است. به منظور تحلیل و واکاوی نتایج، از آنالیز حساسیت سوبل برای بررسی تاثیر کیفی و کمی ورودی‌ها بر خروجی‌ها استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که به ترتیب، درصد وزنی نانولوله‌های کربنی، سرعت چرخش، تعداد پاس‌های جوشکاری و سرعت پیشروی بر سختی تاثیرگذار است. همچنین درصد وزنی نانولوله‌های کربنی، سرعت چرخش، تعداد پاس‌های جوشکاری و سرعت پیشروی بر کاهش وزن نیز تاثیرگذار هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Investigation of the effect of turbulent friction process parameters on the surface mechanical properties of AZ31B/CNT nanocomposite using Sobel sensitivity analysis

نویسندگان English

Ehsan Mansouri 1
Hasan Hooshangi 2
Milad Salehi 3
1 Department of Industrial Engineering, Engineering Faculty, Arak University. Arak, Iran
2 BSc student
3 Department of Mechanics, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده English

The perturbation friction process is a solid state method used to modify the surface, improve mechanical properties, and produce composites. In this research, the effect of effective parameters on the surface compositing of AZ31B / CNT alloy with carbon nanotubes has been investigated by the frictional perturbation process method and Sobel sensitivity analysis. Input parameters in this study were advance speed, rotation speed, weight percentage of carbon nanotubes and number of welding passes, as well as considered outputs including hardness and weight loss. In order to analyze the results, Sobel sensitivity analysis has been used to investigate the qualitative and quantitative impact of inputs on outputs. The results of this study showed that the weight percentage of carbon nanotubes, rotation speed, number of welding passes and advancement speed affect hardness, respectively. The weight percentage of carbon nanotubes, the rotation speed, the number of welding passes and the advancing speed also affect the weight loss.

کلیدواژه‌ها English

friction stir
process
Sensitivity analysis
Sobel sensitivity analysis
Nano composite
[1] Darras B M, Khraisheh M K, Abu-Farha F K, Omar M A. Friction stir processing of commercial AZ31 magnesium alloy. Journal of materials processing technology. 2007;191:77-81.
[2] Wang W, Han P, Peng P, Zhang T, Liu Q, Yuan S-N, Huang L-Y, Yu H-L, Qiao K, Wang K-S. Friction stir processing of magnesium alloys: a review. Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2020;33:43-57.
[3] Seifiyan H, Sohi M H, Ansari M, Ahmadkhaniha D, Saremi M. Influence of friction stir processing conditions on corrosion behavior of AZ31B magnesium alloy. Journal of Magnesium and Alloys. 2019;7:605-616.
[4] Luo X C, Kang L M, Liu H L, Li Z J, Liu Y F, Zhang D T, Chen D L. Enhancing mechanical properties of AZ61 magnesium alloy via friction stir processing: Effect of processing parameters. Materials Science and Engineering: A. 2020;797:139945.
[5] Luo X C, Zhang D T, Zhang W W, Qiu C, Chen D L. Tensile properties of AZ61 magnesium alloy produced by multi-pass friction stir processing: Effect of sample orientation. Materials Science and Engineering: A. 2018;725:398-405.
[6] Jamili A M, Zarei-Hanzaki A, Abedi H R, Mosayebi M, Kocich R, Kunčická L. Development of fresh and fully recrystallized microstructures through friction stir processing of a rare earth bearing magnesium alloy. Materials Science and Engineering: A. 2020;775:138837.
[7] Liu Q, Ma Q-x, Chen G-q, Cao X, Zhang S, Pan J-l, Zhang G, Shi Q-y. Enhanced corrosion resistance of AZ91 magnesium alloy through refinement and homogenization of surface microstructure by friction stir processing. Corrosion science. 2018;138:284-296.
[8] Nasiri Z, Khorrami M S, Mirzadeh H, Emamy M. Enhanced mechanical properties of as-cast Mg-Al-Ca magnesium alloys by friction stir processing. Materials Letters. 2021;296:129880.
[9] Dinaharan I, Akinlabi E T. Low cost metal matrix composites based on aluminum, magnesium and copper reinforced with fly ash prepared using friction stir processing. Composites Communications. 2018;9:22-26.
[10] Babu J, Anjaiah M, Mathew A. Experimental studies on Friction stir processing of AZ31 Magnesium alloy. Materials Today: Proceedings. 2018;5:4515-4522.
[11] Liu Q, Chen G-q, Zeng S-b, Zhang S, Long F, Shi Q-y. The corrosion behavior of Mg-9Al-xRE magnesium alloys modified by friction stir processing. Journal of Alloys and Compounds. 2021;851:156835.
[12] Liu F, Ji Y, Sun Z, Liu J, Bai Y, Shen Z. Enhancing corrosion resistance and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy by friction stir processing with the same speed ratio. Journal of Alloys and Compounds. 2020;829:154452.
[13] Dinaharan I, Zhang S, Chen G, Shi Q. Development of titanium particulate reinforced AZ31 magnesium matrix composites via friction stir processing. Journal of Alloys and Compounds. 2020;820:153071.
[14] Vedabouriswaran G, Aravindan S. Development and characterization studies on magnesium alloy (RZ 5) surface metal matrix composites through friction stir processing. Journal of Magnesium and Alloys. 2018;6:145-163.
[15] Ma Z Y, Xiao B L, Yang J, Feng A H. Friction stir processing: a novel approach for microstructure refinement of magnesium alloys.638;1191-1196.
[16] Kumar R, Kumar H, Kumar S, Chohan J S. Effects of tool pin profile on the formation of friction stir processing zone in AA1100 aluminium alloy. Materials Today: Proceedings. 2022;48:1594-1603.
[17] Bagheri B, Abdollahzadeh A, Sharifi F, Abbasi M. The role of vibration and pass number on microstructure and mechanical properties of AZ91/SiC composite layer during friction stir processing. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2022;236:2312-2326.
[18] Boopathi S, Thillaivanan A, Pandian M, Subbiah R, Shanmugam P. Friction stir processing of boron carbide reinforced aluminium surface (Al-B4C) composite: Mechanical characteristics analysis. Materials Today: Proceedings. 2022;50:2430-2435.
[19] Hamby D M. A review of techniques for parameter sensitivity analysis of environmental models. Environmental monitoring and assessment. 1994;32:135-154.
دوره 2، شماره 1
بهار 1401
صفحه 108-122

  • تاریخ دریافت 24 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری 16 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش 27 اردیبهشت 1401