بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم 6061 فوق ريزدانه توليد شده توسط فرآيند نورد تجمعي پيوندي

كارشناسي ارشد

فرآيند نورد تجمعي پيوندي (ARB) يكي از روش‌هاي تغييرشكل پلاستيك شديد است كه براي دست‌يابي به مواد فلزي با اندازه دانه‌هاي بسيار ريز (UFG) و با استحكام بالا استفاده مي‌شود. در اين پژوهش، ابتدا فرآيند نورد تجمعي پيوندي روي آلياژ آلومينيم 6061 تا 6 سيكل در دماي اتاق و در شرايط بدون روان‌كار انجام شد. همچنين با انجام عمليات آنيل جزئي در دماي 150 و 175 درجه سانتي‌گراد به مدت 1 و 5 ساعت در كوره آون و در حضور اتمسفر هوا، اثر عمليات آنيل جزئي بر ريزساختار، خواص مكانيكي و سطح شكست نمونه‌ها مطالعه گرديد. كيفيت جوش سرد نوردي ايجاد شده در فرآيند نورد تجمعي پيوندي توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و همچنين آزمون پيلينگ مورد ارزيابي قرار گرفت. پارامترهاي ريزساختاري نظير اندازه كريستاليت، ميكروكرنش و چگالي نابجايي‌ها در ورق‌هاي نورد تجمعي شده با به كارگيري روش ريت‌ولد تخمين زده شد. به منظور ارزيابي خواص مكانيكي، از آزمون‌هاي كشش تك‌محوري و سختي‌سنجي استفاده شد. پس از انجام آزمون كشش، سطح شكست نمونه‌ها با ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از ايجاد جوش نوردي مناسب بين لايه‌هاي مختلف به جز لايه‌هاي ايجاد شده در سيكل آخر بود. همچنين اندازه كريستاليت‌ها نشان از ريزدانه شدن نمونه‌ها با افزايش سيكل‌هاي نورد تجمعي پيوندي داشت. نتايج حاصل از از آزمون‌هاي مكانيكي نشان دادند كه پس از 6 سيكل، استحكام كششي و سختي به ترتيب 8/2 و 2 برابر نمونه اوليه (آنيل شده) رسيد، در حالي كه ازدياد طول افت شديدي در سيكل اول داشت و پس از آن با ادامه فرآيند، به آرامي افزايش پيدا كرد و در سيكل 6 به حدود 9/8 درصد رسيد. سطح مقطع شكست ميكروسكوپي نمونه‌ي اوليه شامل ديمپل‌هاي عميق و هم‌محور بود كه نشان‌دهنده‌ي شكست نرم است. با افزايش تعداد سيكل‌ها، قطر و عمق ديمپل‌ها كم‌تر شد و شكست نرم جاي خود را به شكست نرم برشي داد. پس از آنيل جزئي استحكام در سيكل اول 24% افزايش و در سيكل ششم 10% كاهش يافت. محاسبه چقرمگي نشان داد كه عمليات حرارتي بهينه براي رسيدن به تلفيق مناسبي از استحكام و انعطاف‌پذيري مربوط به حالت 150 درجه سانتي‌گراد و به مدت 1 ساعت است.

194775

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا ايواني

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر حميدرضا جعفريان