16391

16391

مطالعه تجربي اثر پارامترهاي عمليات انحلال و پيرسختي بر نمودار حد شكل دهي

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد - شكل دهي

مهر 1395

دكترمحمد صديقي - دكتر رامين هاشمي

مكانيك

امروزه از ورق هاي آلياژي آلومينيوم، به خاطر خواص مكانيكي مطلوب و نسبت استحكام به وزن خوب در بسياري از فرآيندها استفاده مي شود. در بين اين آلياژها دو گروه آلياژهاي سري 2000 و 6000 داراي خواص و ويژگي هاي بسيار مناسبي هستند كه از بين آلياژهاي اين دو گروه، دو آلياژ 6061 و 2024 داراي كاربردهاي فراواني هستند. انجام عمليات رسوب سختي در اين آلياژها باعث افزايش استحكام شده و مقدار شكل پذيري آن ها را به شدت تحت تاثير قرار مي دهد. در اين پايان نامه به بررسي تجربي تاثير تغييرات دو پارامتر دما و زمان در عمليات حرارتي پيرسختي بر روي خواص مكانيكي، ريز ساختار و شكل پذيري ورق هاي آلياژي 6061 و 2024 پرداخته خواهد شد. لذا فرآيند پيرسختي براي آلياژ 6061 در حالت مصنوعي در زمان ثابت 4 ساعت و در دماهاي مختلف 140، 160، 180 و 200 درجه، و براي آلياژ 2024 در حالت طبيعي در دماي محيط و تا 24 ساعت بعد از عمليات انحلال انجام گرفت. بررسي خواص مكانيكي از قبيل استحكام و ريزسختي بعد از هر مرحله پيرسختي براي آلياژ 6061 نشان داد كه استحكام نهايي و ميكرو سختي تا 180 در جه سانتي گراد به ترتيب 76% و 64% افزايش داشته و پس از آن مقداري كاهش پيدا مي كنند. علاوه بر اين نمودارهاي حد شكل‌دهي با استفاده از آزمون تجربي ناكازيما براي اين آلياژ نشان دادند كه شكل پذيري تا 180 درجه رو به كاهش و پس از آن افزايش داشته است به طوريكه مقدار FLDo تا بيشينه سختي 62% كاهش داشته است. هم چنين با بررسي اين آزمايشات بر روي آلياژ 2024 در زمان هاي مشخص 0، 5/0، 5/1، 4 و 24 ساعت مشخص گرديد كه با گذر زمان با تشكيل و افزايش چگالي رسوب ها، مقدار سختي و استحكام نهايي به ترتيب 107% و 31% افزايش داشته و متعاقبا مقدار FLDo و درصد تغيير طول به ترتيب 49% و 16% كاهش مي باشد. هم چنين بررسي تغييرات ريزساختاري در آلياژ 2024 كه توسط دستگاه ميكروسكوپ الكترون روبشي انجام شد نشان داد كه با گذر زمان تا 24 ساعت بر تعداد و پراكندگي رسوب ها افزوده شده و اين اتفاق باعث افزايش استحكام و سختي و كاهش شكل پذيري گرديده است.

1395/11/04

1/1/1900 12:00:00 AM

Aluminum alloys are greatly used in sheet metal forming processes because of their desirable mechanical properties an​d high strength to weight ratio. Aluminum alloys series 2000 an​d 6000 have very convenient properties an​d features. Specificly, AA6061 an​d AA2024 are more famous an​d have more applications in these series. Aging treatment can improve the strength of these alloys, while the formability could greatly be affected simultaneously. In this thesis, the effects of aging temperature an​d time have been investigated on mechanical properties, microstructure an​d formability of these two alloys. For alloy AA6061, the aging treatment is implemented in artificial condition (T6) at constant aging duration (4 hours) an​d at different temperatures (140, 160, 180 an​d 200°C). Also for alloy AA2024, aging treatment is performed in natural condition (T4) at room temperature with variable aging durations (0, 0.5, 1.5, 4 an​d 24 hours). The AA6061 results illustrate that from solution to peak-aging (180°C), the ultimate tensile strength (UTS) an​d micro-hardness are increased 76% an​d 64%, respectively. Then, at over-aging condition these properties are decreased slightly. Moreover the forming limit diagrams (FLDs-Nakazima test) demonstrate that the formability from solution to peak-aging decreases an​d then in over-aging condition increases slightly. The FLD0 from solution to peak-aging decreases by 62%. For alloy AA2024, the natural aging experiments are recorded for different aging durations (0, 0.5, 1.5, 4 an​d 24 hours). The results show that the hardness an​d UTS increased finally by 107% an​d 31% with more precipitates. By increasing the strength, the elongation is declined about 16% an​d FLDo about 49%. Also, microstructural investigations for alloy AA2024 is performed by scanning electron microscopy (SEM). The results illustrate that after 24 hours aging, the amount an​d scattering of the precipitates are increased which justifies the increasing of strength an​d hardness.