بررسي تاثير عمليات ترمومكانيكي بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ 5083

كارشناسي ارشد

امروزه به¬دليل نياز روزافزون صنعت به موادي با تركيب مناسب از خواص مكانيكي و شيميايي، آلياژهاي عمليات حرارتي ناپذير سري xxx5 آلومينيم در صنايعي همچون صنايع دريايي، هوايي و نظامي و همچنين ساخت سازه هاي آبي، تانكرها و مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار مي گيرند. آلياژ AA5083 در بين آلياژهاي سري xxx5 بالاترين خواص مكانيكي را داراست. مكانيزم استحكام¬بخشي در اين آلياژها كنترل اندازه¬ دانه، كارسختي و محلول جامد جانشيني منيزيم در آلومينيم است كه در اثر عمليات حرارتي با خروج اين اتم¬ها از محلول جامد و تشكيل رسوب (Al3Mg2)β در مرزدانه¬ها، علاوه بر كاهش استحكام به شدت به خوردگي مرزدانه¬اي حساس مي¬شود. دو عيب پيرنرمي و تسليم دندانه¬اي كاربرد اين آلياژها را دچار مشكل كرده¬ است. در اين پژوهش ضمن تعيين چرخه¬ي ترمومكانيكي بهينه آلياژ AA5083و اعمال عمليات ترمومكانيكي H34 كه تركيبي از نورد سرد و آنيل پايدارسازي است، تاثير دما، زمان و نرخ حرارت¬دهي بر ريزساختار و خواص مكانيكي اين آلياژ مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور از ميكروسكوپ نوري (OM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، دستگاه آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، سختي¬سنجي برينل (HB)، آزمايش كشش سرد و براي اعمال نرخ حرارتي بالا از كوره¬ي مادون قرمز استفاده شد. همچنين به¬منظور تعيين شرايط بهينه¬ي پايدارسازي و نيز مقايسه¬ي مقاومت به خوردگي از روش كاهش جرم در محلول اسيد نيتريك (NAMLT) استفاده گرديد و در انتها ريزساختار و خواص مكانيكي نمونه¬هاي پايدارسازي شده با نمونه اوليه مقايسه شد. پس از انجام اين تحقيق و در نتيجه¬ي كاهش ضخامت از 10به 5/2 ميليمتر با اعمال چرخه¬ي ترمومكانيكي ساختار ريزدانه¬تري حاصل مي¬گردد، به¬طوري¬كه اندازه دانه در نمونه اوليه برابر 37 ميكرومتر و براي نمونه¬هاي پايدارسازي شده در كوره¬ي مادون قرمز و مقاومتي به ترتيب برابر 23 و 27 ميكرومتر بدست آمد. سختي نمونه نهايي نسبت به نمونه¬ي اوليه تنش¬زدايي شده از 75 به 97 برينل رسيد. مقاومت به خوردگي نمونه¬ي پايدارشده نسبت به نمونه¬ي نورد سرد شده افزايش چشم¬گيري داشت، به¬طوري¬كه كاهش جرم بر واحد سطح مقطع از mg/cm2 58 به mg/cm2 15 كاهش پيدا كرد. تنش تسليم و استحكام¬كششي نمونه¬ي پايدارسازي شده نسبت به نمونه¬ي اوليه¬ي تنش¬زدايي شده به ترتيب 92 و 27 درصد افزايش پيدا كرد و به MPa 270 و MPa 412 رسيد.

194384

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر سعيد شبستري - دكتر سيد حسين رضوي