نرگس حيدري

The Effect of Ageing Heat treatment on the Microstructure an‎d Mechanical Properties of AlSi10Mg Alloy

آلياژهاي ريختگي آلومينيوم-سيليسيم-منيزيم، به‌ويژه آلياژ AlSi10Mg، به دليل تركيب ويژه از خواص مانند چگالي پايين، قابليت ريخته‌گري عالي و پتانسيل دستيابي به استحكام بالا، جايگاه كليدي در صنايع پيشرفته‌اي نظير خودروسازي و هوافضا دارند. دستيابي به خواص مكانيكي بهينه در اين آلياژ، مستلزم اجراي دقيق عمليات حرارتي تمپر T6 است كه در آن، مرحله پيرسازي مصنوعي نقشي تعيين‌كننده ايفا مي‌كند. هدف اصلي اين پژوهش، بررسي سيستماتيك تأثير پارامترهاي كليدي فرآيند پيرسازي، يعني دما و زمان، بر سينتيك ‌رسوبسختي و تحولات ريزساختاري و خواص مكانيكي آلياژ ريختگي AlSi10Mg است. در اين راستا، نمونه‌هايي از شمش ريختگي اين آلياژ تهيه و پس از انجام عمليات محلول‌سازي يكسان در دماي ℃540 به مدت 6 ساعت و كوئنچ سريع در آب، تحت سه سري دمايي مختلف پيرسازي (℃160، ℃170 و ℃180) در بازه‌هاي زماني متعدد از 5/0 تا 10 ساعت قرار گرفتند. مشخصه‌يابي نمونه‌ها از طريق آزمايش سختي‌سنجي برينل، آزمايش كشش تك‌محوري و بررسي‌هاي متالوگرافي با ميكروسكوپ نوري انجام شد. نتايج نشان داد كه اگرچه عمليات محلول‌سازي، مورفولوژي سيليسيم يوتكتيك را تا حدي اصلاح نمود، اما آزمايش كشش مشخص كرد كه اين اصلاح براي بهبود داكتيليته كافي نبوده و تمامي نمونه‌ها رفتاري كاملا ترد از خود نشان دادند. فرآيند پيرسازي مصنوعي نيز منجر به افزايش قابل ملاحظه سختي در هر سه دما گرديد كه اين امر به رسوب‌دهي فازهاي نانومتري استحكام‌بخش Mg₂Si نسبت داده مي‌شود. تحليل سينتيكي نشان داد كه با افزايش دما، سرعت فرآيند پيرسازي به شدت افزايش يافته و زمان لازم براي رسيدن به اوج سختي از بيش از 10 ساعت در دماي ℃160، به 8 ساعت در دماي ℃170 و 6 ساعت در دماي ℃180 كاهش مي‌يابد. همچنين مشخص شد كه بالاترين مقدار سختي (HB 117) در پايين‌ترين دما (℃160)، در حالي كه بالاترين استحكام كششي نهايي (MPa‌ 158) در دماي مياني (℃170) به دست آمد، كه نشان‌دهنده تفاوت در شرايط بهينه براي سختي سطحي و استحكام حجمي است. در نهايت، اين پژوهش با برقراري يك ارتباط ميان پارامترهاي فرآيند، تحولات ريزساختاري و خواص مكانيكي نهايي، داده‌هاي ارزشمندي را براي بهينه‌سازي سيكل‌هاي عمليات حرارتي آلياژ AlSi10Mg در كاربردهاي صنعتي ارائه مي‌دهد.

آلياژ AlSi10Mg، عمليات حرارتي پيرسازي، ريزساختار، سختي‌سنجي، كشش