15747

15747

توسعه آلياژ آلومينيم 6063 نانوساختار با بهينه سازي فرايند تغييرشكل پلاستيكي شديد و آنيل مياني

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

اسفند 1394

اسفند 1394

دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر سيد حسين سيدين

دكتر محمدتقي صالحي

مواد و متالورژي

چكيده دستيابي به نانوساختارهاي با ابعاد كوچكتر از 100 نانومتر با استفاده از تغييرشكل پلاستيكي شديد بسيار مشكل و تا حدودي غيرممكن است. در بيشتر تحقيقاتي كه در اين زمينه انجام شده است ساختارهايي با ابعاد حدود 500 تا 1000 نانومتر گزارش شده است و لذا به ساختارهاي مذكور فوق ريزدانه اطلاق مي شود. براين اساس، هدف از تحقيق حاضر مهندسي ريزساختار اوليه آلياژ آلومينيم 6063 با توجه ويژه به دستيابي به ريزترين ساختار پس از تغييرشكل پلاستيكي شديد با استفاده از روش پرس در كانالهاي زاويه دار همسان بود. بدين منظور، نمونه هايي از آلياژ آلومينيم 6063 تا شش مرحله تغييرشكل داده شدند. سپس نمونه ها در دماي 300 تا 500 درجه سانتيگراد از 10 ثانيه تا 18 ساعت آنيل شدند. ديده شد كه در دماهاي 300 و 350 درجه سانتيگراد ساختار ريزدانه تبلور مجدديافته پس از يك ساعت تشكيل شد. اما در دماي 420 درجه سانتيگراد و بالاتر، تبلور مجدد با سرعت بيشتري رخ داد به طوريكه حتي پس از 10 ثانيه آنيل، ساختاري كاملاً تبلور مجدد يافته بدست آمد و پس از 120 ثانيه در دماي 500 درجه سانتيگراد منجر به رشد غيرعادي دانه ها گرديد. به علاوه ديده شد كه با افزايش تعداد پاسهاي تغييرشكل به 2، سرعت تبلور مجدد به شدت افزايش يافت و ساختار كاملاً تبلور مجدد يافته در زمانهاي كوتاهتري بدست آمد. اما افزايش بيشتر تعداد پاسها منجر به افزايش بيشتر سرعت تبلور مجدد نگرديد. بنابراين بر اساس نتايج اين قسمت از تحقيق اينطور نتيجه گيري شد كه ريزترين ساختار تبلور مجدد يافته با استفاده از دو مرحله تغييرشكل و 10 دقيقه آنيل در دماي 420 درجه سانتيگراد بدست مي آيد. با استفاده از اين فرايند ترمومكانيكي، اندازه دانه متوسط 20 ميكرومتر در نمونه ايجاد گرديد كه به منظور بررسي اندازه دانه اوليه مورد تغييرشكل هاي بعدي قرار داده شد. همچنين به منظور فراهم آوردن امكان مقايسه، تعدادي از نمونه ها در دماي 550 درجه سانتيگراد به مدت 6 ساعت آنيل شدند كه در نتيجه ساختار فوق درشت دانه اي با اندازه متوسط 2000 ميكرومتر در آنها ايجاد گرديد و سپس مورد تغييرشكل هاي بعدي قرار گرفتند. مرحله بعدي تغييرشكل به صورت 2، 6 و 10 مرحله پرس در كانال زاويه دار همسان انجام شد و روند دستيابي به ساختارهاي نانومتري به صورت تابعي از اندازه دانه اوليه مورد بررسي قرار گرفت. ديده شد كه نمونه اي كه داراي اندازه دانه اوليه ريزتري بود پس از 10 مرحله تغييرشكل منجر به نانوساختار ريزتري با اندازه متوسط 340 نانومتر گرديد در حاليكه اندازه دانه متوسط بدست آمده در نمونه درشت دانه برابر 540 نانومتر بود. واژه‌هاي كليدي:آلومينيم 6063، نانوساختار، تغييرشكل پلاستيكي شديد، آنيل مياني.