23506

تاثير عمليات همگن سازي و نورد بر ريز ساختار و خواص مكانيكي آلياژ Zn-22Al

ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

96

99/11/19

دكتر عليرضا ايواني و دكتر سيد حسين سيدين

دكتر حميدرضا جعفريان

مواد

آلياژ 22Al-Zn ابتدا با استفاده از روش ريخته گري در قالب فلزي ساخته شد. بمنظور همگن سازي، نمونه هايي در دماي °C053 بمدت 2 ،4 ،8 و 24 ساعت در كوره قرار گرفتند و سپس در آب كوئنچ شدند. همچنين، نمونه هايي در دماي °C053 بمدت 24 ساعت همگن سازي شدند و سپس در آب، هوا و كوره سرد شدند. نتايج همگن سازي نشان داد كه اندازه دانه از 55µm/601 براي شرايط ريخته گري به 30µm/6 براي شرايط همگن سازي 24 ساعت و كوئنچ در آب كاهش ميابد. مشاهده شد بعد از همگن سازي 24 ساعت و كوئنچ در آب دانه هاي ريز و هم محور α و η شكل ميگيرد. ديده شد همگن سازي تاثيري روي تنوع فاز هاي موجود در مرحله ريخته گري ندارد. همچنين ساختار اليه اي موجود در شرايط ريخته گري پس از انجام عميات همگن سازي و كوئنچ از بين رفت. اما نمونه هاي سرد شده در هوا و كوره داراي ساختار يوتكتوئيد اليه اي بودند. فاصله بين يوتكتوئيد ها براي نمونه سرد شده در هوا و كوره بترتيب 103nm و 25µm/6 محاسبه شد. بنابراين نشان داده شد با انجام عمليات همگن سازي و كوئنچ اندازه دانه كاهش و ساختار يوتكتوئيد اليه اي از بين ميرود. در حالي كه كاهش سرعت سرد كردن باعث تشكيل ساختار اليه اي درشت ميشود كه بدليل نداشتن استحكام بخشي محلول جامد سختي پايين تري نسبت به نمونه هاي كوئنچ شده دارد. عمليات نورد روي نمونه هاي همگن سازي شده در شرايط 24 ساعت و كوئنچ شده انجام گرفت. عمليات نورد در دماهاي °C25℃ ،623℃ ،253 و °C023 انجام شد. مشاهده شد كه افزايش دماي نورد منجر به افزايش مقدار فاز α در ساختار ميشود. همچنين مشاهدات ميكروسكوپي و آناليز XRD نمونه هاي نورد شده، تبلور مجدد و رشد ديناميكي را در ساختار آلياژ ZA22 نشان داد. نمونه اي كه در دماي °C623 نورد شده بود اندازه دانه اي حدود 553nm داشت كه كوچكترين اندازه دانه در بين نمونه هاي نورد شده بود. دماي نورد بيشتر از °C623 منجر به رشد دانه شد بگونه اي كه نمونه نورد شده در دماي °C023 اندازه دانه اي برابر با 84µm/6 داشت. بيشترين افزايش طول مشاهده شده در آزمايش كشش در دماي محيط، 625 % بود كه مربوط به نمونه اي بود كه كوچكترين اندازه دانه را داشت. مشاهده شد كه هرچه اندازه دانه كاهش ميابد، درصد ازدياد طول در آزمايش كشش بيشتر ميشود.

1400/02/26

effect of homogenization and rolling treatment on microstructure an mechanical properties of Zn-22Al

1/1/1900 12:00:00 AM

First, Zn-22Al alloy cast in metal mold. For homogenization some samples hold in furnace at 350℃ for 2, 4, 8 and 24 hours and then quenched in cold water. Also some samples homogenized at 350℃ for 24 hours and then cooled in water, air and furnace. Result of homogenization showed that grain size reduced from 136.57µm for casting condition to 1.9µm for homogenized sample for 24h and quenched. Showed that after homogenization and quench, microstructure consists of fine and equiaxed α and grains. Also homogenization has no effect on variety of different phases at casting condition. Showed that lamellar structure of casting condition was destroyed after homogenization and quench treatment. But samples that cooled in air and furnace had lamellar structure. Lamellar spacing of cooled samples in air and furnace calculated 650nm and 1.25µm respectively. So, reduce of grain size and destroy of lamellar eutectoid structure take place by homogenization and quench treatment. While by reducing of cooling rate, coarse lamellar structure forms that has not solid solution effect so reducing of the hardening. Samples that homogenized for 24h and quenched were processed by 16 pass rolling treatment at temperatures of 25℃, 120℃, 250℃ and 320℃. Showed that increase of rolling temperature concluded to increase of α phase in microstructure. Also microscopy and XRD results showed that dynamic recrystallization and dynamic growth take place by rolling treatment of ZA22 alloy. Sample that rolled at 120℃ had the lowest grain size by 750nm. Greater temperature from 120℃ concluded to grain growth. Greatest grain size was 1.84µm for the sample that rolled at 320℃. Maximum elongation was 125% for the lowest grain size. Showed that decrease of grain size results to increase of elongation in tensile test.

سوپرپلاستيسيته , روي-آلومينيوم , همگن سازي , نورد , عمليات ترمومكانيكي

superplasticity , Zn-Al , homogenization , rolling , thermomechanical treatment