26224

بررسي تاثير فرايند نيمه جامد SIMA و شكل دهي تيكسفرم بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم 319

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد گرايش شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1397

07/12/1400

دكتر سعيد شبستري

مهندسي مواد و متالورژي

در پژوهش حاضر، تاثير فرآيند شكل¬دهي نيمه¬جامد بر ريزساختار و خواص مكانيكي (سختي، استحكام كششي نهايي، استحكام تسليم و درصد ازدياد طول نسبي) آلياژ آلومينيوم 319 بهسازي و جوانه¬زايي شده مورد بررسي قرار گرفت. به منظور دست¬يابي به ريزساختار مناسب براي فرآيند شكل¬دهي نيمه¬جامد، از فرآيند فعال سازي مذاب ناشي از اعمال كرنش (SIMA)، استفاده شد. در انجام اين تحقيق دماي¬ ¬نيمه¬جامد (C560°)، درصد تغيير فرم اوليه (20%، 30% و 40%) و زمان نگهداري در دماي نيمه¬جامد (25، 30، 35 و 40 دقيقه) به عنوان سه پارامتر متغير فرآيند انتخاب شدند. بررسي¬ تصاوير ميكروسكپ نوري نشان مي¬دهد، ريزساختار مخلوط نيمه¬جامد از حالت دندريتي به حالت غيردندريتي و كروي تبديل شده است. آناليز تصويري نشان داد كه بهترين نمونه با بيشترين ميزان كرويت ذرات -Al (88/0) و كمترين متوسط قطر معادل ذرات -Al در شرايط 30% تغيير شكل اوليه در دماي C560° و زمان نگهداري 30 دقيقه به دست آمد. پس از فرآيند عمليات حرارتي نيمه¬جامد، نمونه¬ها تحت فرآيند گرمايش مجدد قرار گرفته و سپس در قالب بسته با استفاده از پرس هيدروليك در بار ثابت با انجام فرايند تيكسوفرمينگ به نمونه¬اي به شكل نهايي تبديل شدند. بررسي¬هاي ريزساختاري با استفاده از ميكروسكپ نوري و الكتروني حاكي از خرد شدن و متعاقب آن كاهش ابعاد تركيبات بين¬فلزي پس از فرآيند تغيير شكل پلاستيك است. نتايج به دست آمده از آزمون¬ كشش نشان دهنده بهبود استحكام كششي نهايي، استحكام تسليم، درصد ازدياد طول نسبي و چقرمگي پلاستيك نمونه¬ شكل¬دهي شده در حالت نيمه¬جامد نسبت به حالت ريختگي است، به طوري كه به ترتيب 49% (از MPa32/181 به MPa78/296)، 77% (از MPa37/119 به MPa12/211) و 446% (از 82/2 به 4/15) افزايش يافته است.

1400/12/19

Effect of SIMA Semi-Solid Processing and Thixoforming on the Microstructure and Mechanical Properties of 319 Aluminum Alloy

2/26/2023 12:00:00 AM

In the present study, the effect of semi-solid forming on the microstructure and the mechanical properties (hardness, ultimate tensile strength, yield strength, and elongation) of modified and grain refined 319 aluminum alloy has been investigated. To achieve proper microstructure for semi-solid processing, strain induced melt activated (SIMA) process has been applied. In this study, semi-solid temperature (560°C), hot pre-deformation (20%, 30%, and 40%) and isothermal holding time (25, 30, 35, and 40 minutes) as three processes variable parameters have been selected. The microstructural study showed that this semi-solid process changes the microstructure of 319 aluminum alloy from dendritic to nondendritic and spherical states. Image analysis showed that the best sample with the highest amount of -Al particle sphericity (0.88) and the lowest average diameter equivalent of -Al particles have been produced under conditions, 30% of the hot pre-deformation at 560°C and isothermal holding time of 30 minutes. After the semi-solid heat treatment process, reheated specimens are then pressed in a closed die by the mean of hydraulic press in the constant load to produce a near net shape part. Microstructural evaluation by optical and electron microscopy revealed that intermetallic components were fragmented and subsequently reduced in size after the plastic deformation process and finally well distributed in the matrix. Based on the results of the tensile test, the ultimate tensile strength, yield strength, elongation, and toughness of the thixoformed samples increased 49% (from 181.32MPa to 269.78MPa), 77% (from 119.37MPa to 211.12MPa), 446% (from 2.82 to 15.4), and 302%, respectively; compared to the as-cast sample.

آلياژ آلومينيوم 319 , فرآيند فعال سازي مذاب ناشي از اعمال كرنش (SIMA)، , تيكسوفرمينگ , خواص مكانيكي، , ، ريزساختار گلبولي.

319 Aluminum alloy , Strain induced melt activated (SIMA) process , Thixoforming, , Mechanical properties , Globular Structure.

zahra delbari ragheb

saeed shabestari