30819

اثر عمليات حرارتي و تعداد پاس ECAP گرم بر روي ريزساختار و خواص كششي آلياژ Al-4%Mg

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1400

1403/02/08

دكتر حميدرضا جعفريان

دكتر عليرضا ايواني

مواد و متالورژي

در اين پژوهش به اثر تعداد پاس ECAP گرم و عمليات حرارتي بر روي خواص كششي و ريزساختار آلياژ Al-4%Mg پرداخته شد. آلياژ مذكور ريخته¬گري شد و سپس فرآيند ECAP گرم دردماي °C200 با نرخ كرنش اوليه s-1 0003/0 بر روي آن انجام و نمونه¬هاي 1، 3 و 5 پاس توليد شدند. سپس آزمون¬هاي خواص مكانيكي شامل آزمون كشش و سختي سنجي و همچنين بررسي¬هاي ريزساختاري شامل آزمون متالوگرافي، SEM و EDS بر روي نمونه¬هاي 1، 3 و 5 پاس انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش تعداد پاس، استحكام كششي نهايي قطعات به ترتيب MPa235، MPa262 و MPa272 و همچنين درصد ازدياد طول آنها به ترتيب 28%، 32% و 35% افزايش يافته است. سختي نمونه¬ها نيز با افزايش تعداد پاس به ترتيب HV75، HV80 و HV83 افزايش يافت. همچنين به دليل انجام ECAP در دماي بالا، همزمان با تغييرشكل، قطعات پيرسخت شدند و رسوب Al3Mg2 در زمينه شكل گرفت كه با افزايش تعداد پاس، تعداد اين رسوب نيز بيشتر شد. پس از انجام ECAP، نمونه¬هاي 1، 3 و 5 پاس در دو دماي °C150 و °C250 به مدت 30 دقيقه آنيل شدند و در آب سرد شدند. مجدد آزمون¬هاي كشش و سختي و بررسي¬هاي ريزساختاري بر روي نمونه¬ها انجام شد. نشان داده شد كه با انجام آنيل در دماي °C150، نمونه¬ها پايداري حرارتي خوبي از خود نشان دادند اما نمونه¬¬ 1 پاس دچار بازيابي شد و درصد ازدياد طول آن به 35% افزايش يافت. در دماي °C250 نيز نمونه 1 پاس دچار تبلور مجدد شد. علاوه بر اين، تعداد كم رسوبات Al3Mg2 و تهي شدن Mg از محلول جامد فوق اشباع ناشي از آنيل جزئي در اين دما، درصد ازدياد طول در اين نمونه به 16% كاهش يافت. نمونه¬هاي 3 و 5 پاس به دليل درصد بالاي فاز Al3Mg2 ناشي از تغييرشكل دچار تغييرات در خواص مكانيكي اعم از استحكام كششي نهايي (به ترتيب MPa264 و MPa263 در °C150 و MPa264 و MPa257 در °C250) و درصد ازدياد طول (به ترتيب 30% و 33% در °C150 و 31% و 35% در دماي °C250) نشدند و پايداري حرارتي نسبتا خوبي از خود در اين دو دما نشان دادند.

1403/02/18

investigation on the effect of heat treatment and number of hot ECAP on microstructure and tensile properties of Al-4%Mg

1/1/1900 12:00:00 AM

In this research, the effect of hot ECAP passes and heat treatment on microstructure and tensile properties of Al-4%Mg binary alloy was investigated. This alloy was produced through casting and hot ECAP process was done at 200°C with strain rate of 0.0003 s-1 and 1p (1-pass ECAP), 3p and 5p samples were produced. After that, mechanical tests and microstructural investigation include microhardness, tensile test, metallographic test, SEM and EDS analysis on 1p, 3p and 5p samples were performed. It was shown that with increment in number of hot ECAP passes, Ultimate Tensile Strength (UTS) of samples respectfully increased up to 235MPa, 262MPa and 272MPa and elongation were increased up to 28%, 32% and 35% respectfully. Also, with increment in number of passes, hardness of samples was increased up to 75Hv, 80HV and 83HV respectfully. During deformation at high temperature, samples were artificially aged. As a result of it, Al3Mg2 precipitate was made in matrix in a way that with increase in number of passes, the amount of this precipitate was also increased. Afterward, the ECAPed samples were annealed at 150°C and 250° in 30 min and quenched at water. At 150°C, 1p samples experienced recovery and the elongation of it increased up to 35%. The hardness of samples after annealing at 150°C didn’t experiences a considerable change. At 250°C, 1p sample went through recrystallization. Moreover, low amount of Al3Mg2 and Mg depletion from super saturated solid solution due to the annealing at this temperature, elongation of 1p sample was decreased up to 16%. However, 3p and 5p samples due to the high amount of Al3Mg2 because of hot deformation did not went through changes in UTS and elongation and showed decent thermal stability at these temperatures (264MPa and 263MPa with 30% and 33% elongation after annealing at 150°C, 264MPa and 257MPa with 31% and 35% elongation after annealing at 250°C respectively). The hardness of samples became same with the value of 81HV after annealing at 250°C.

آلياژهاي دوتايي , عمليات حرارتي , تغييرشكل پلاستيك شديد , آلياژ Al-Mg , ECAP داغ

Severe plastic deformation , heat treatment , Al-Mg alloy , binary alloys , hot ECAP

Mohamad Shirazi

Dr. Hamidreza Jafarian