شماره ركورد
34161
پديد آورنده
احسان بذركار
عنوان
بررسي تاثير فرآيند اكستروژن بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Mg-Zn-Ca-La
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/30
استاد راهنما
مريم صالحي
استاد مشاور
مسعود امامي
دانشكده
مواد
چكيده
آلياژهاي منيزيم به دليل چگالي پايين، استحكام ويژه بالا، قابليت بازيافت مناسب و سازگاري زيستي، در سالهاي اخير توجه زيادي را در صنايع مختلف از جمله حملونقل، هوافضا و تجهيزات زيستپزشكي به خود جلب كردهاند. با اين حال، شكلپذيري محدود و خواص مكانيكي نسبتاً ضعيف در دماي محيط از جمله چالشهاي اصلي در توسعه و كاربرد گسترده اين آلياژها محسوب ميشود. به منظور بهبود اين محدوديتها، استفاده از فرآيندهاي تغيير شكل پلاستيك، بهويژه فرآيند اكستروژن گرم، ميتواند تأثير بسزايي بر اصلاح ريزساختار و بهبود رفتار مكانيكي اين آلياژها داشته باشد. در اين پژوهش، در اين، تأثير فرايند اكستروژن گرم بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Mg-2Zn-1La-0.3Ca مورد بررسي قرار گرفت. نمونهها پس از ريختهگري، در دماي °C 375 و با نسبت اكستروژن 1:12 و سرعت mm/s 1 اكسترود شدند. مشاهدات ميكروسكوپي نشان داد كه فرايند اكستروژن موجب شكست و توزيع يكنواخت فازهاي بينفلزي و تشكيل ساختاري هممحور و ريزدانه گرديد.
نتايج پراش پرتو ايكس (XRD) حضور فازهاي اصلي α-Mg و فازهاي ثانويه را تأييد نمود. كاهش شدت پيكهاي مربوط به فازهاي بينفلزي پس از اكستروژن نشاندهنده انحلال نسبي آنها در زمينه منيزيم و بهبود يكنواختي ريزساختار است.
از ديدگاه مكانيكي، نتايج آزمونها نشان داد كه فرايند اكستروژن باعث افزايش چشمگير خواص آلياژ گرديد؛ بهطوريكه استحكام نهايي از حدود MPa 142 در نمونه ريختگي به MPa 228 در نمونه اكسترودشده افزايش يافت. همچنين سختي ويكرز از HV 68 به حدود HV 90 ارتقا پيدا كرد. اين بهبود در خواص مكانيكي عمدتاً ناشي از ريزدانه شدن ساختار، توزيع يكنواخت فازهاي ثانويه و ايجاد بافت بلوري در اثر تغيير شكل پلاستيك است.
بهطور كلي، نتايج بهدستآمده نشان ميدهد كه فرايند اكستروژن در شرايط مذكور موجب بهبود قابل توجه ريزساختار و افزايش استحكام و سختي آلياژ Mg-2Zn-1La-0.3Ca شده و ميتواند روشي مؤثر براي ارتقاي خواص آلياژهاي منيزيمي در كاربردهاي مهندسي سبكوزن محسوب شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/04
عنوان به انگليسي
Investigation of the effect of extrusion process on the microstructure and mechanical properties of Mg-Zn-Ca-La allloy
تاريخ بهره برداري
10/22/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
احسان بذركار
چكيده به لاتين
Magnesium alloys have recently attracted significant attention in various industries such as transportation, aerospace, and biomedical equipment due to their low density, high specific strength, good recyclability, and biocompatibility. However, their limited ductility and relatively poor mechanical properties at room temperature remain major challenges in the development and widespread application of these alloys.
To overcome these limitations, plastic deformation processes—particularly hot extrusion—can play a crucial role in refining the microstructure and improving the mechanical behavior of magnesium alloys. In this study, a magnesium-based alloy containing zinc, calcium, and lanthanum was prepared by melt casting, followed by a homogenization treatment. The prepared samples were then subjected to hot extrusion at an optimized temperature.
After extrusion, microstructural characterization was carried out using optical microscopy and scanning electron microscopy, while X-ray diffraction (XRD) analysis was performed to identify the phases. In addition, mechanical tests including tensile testing, microhardness measurement, and wear testing were conducted on both as-cast and extruded samples to evaluate the effect of the extrusion process on mechanical behavior.
The results revealed that the extrusion process significantly refined the grain size, enhanced the uniform distribution of secondary phases, and led to a substantial improvement in yield strength, ultimate tensile strength, and surface hardness compared to the as-cast samples. Moreover, wear tests showed that the wear resistance of the extruded samples increased considerably, with the reduction in wear rate attributed to microstructural refinement and enhanced surface strength. The presence of lanthanum also played an important role in phase stability and microstructural improvement.
Overall, the findings of this study demonstrate that hot extrusion is an effective method for improving the mechanical properties of magnesium alloys alloyed with zinc, calcium, and lanthanum, paving the way for their broader application in industrial and engineering fields.
كليدواژه هاي فارسي
آلياژ منيزيم، فرآيند اكستروژن، ريزساختار، خواص مكانيكي، لانتانيم
كليدواژه هاي لاتين
Magnesium alloy; Extrusion process; Microstructure; Mechanical properties; Lanthanum
Author
ehsan bazrkar
SuperVisor
Dr. maryam salehi