9507

اثر حرارت‌دهي سريع و نورد سرد بر ريزساختار و سختي آلياژ كارپذير آلومينيوم 6061

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي_متالورژي صنعتي

1403

دكتر سيدحسين رضوي

-

1403/10/03

مهندسي مواد و متالورژي

Effect of Rapid Heating & Cold Rolling on the Microstructure & Hardness of 6061 Aluminum Alloy in the Aging Process

آلياژهاي آلومينيوم به دليل داشتن نسبت استحكام به وزن بالا و مقاومت به خوردگي در برابر بسياري از محيط‌ها،‌در حال پيشرفت در صنايع مختلف‌اند. در اين بين آلياژ‌هاي گروه 6xxx به دليل استحكام نسبتا خوب و مقاومت به خوردگي بسيار بيش‌تر نسبت به ديگر گروه‌ها در صنايع مختلف نظير صنعت هوافضا، صنعت ساختمان، صنايع بسته‌بندي و ... مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در اين بين آلياژ آلومينيوم 6061 به عنوان يك آلياژ پر كاربرد مورد توجه است. براي برطرف كردن نقص‌ها و بهبود خواص اين آلياژ و البته باقي آلياژ‌ها عمليات حرارتي صورت مي‌پذيرد. اين فرآيند در آلياژهاي آلومينيوم عمدتا شامل عمليات محلول‌سازي و پيرسازي مي‌شود. از آنجايي كه بيشتر اين عمليات در آلياژهاي آلومينيوم زمان‌بر بوده و صنعتگران را با دغدغه‌هاي بسياري در زمينه‌ي توليد با راندمان بالاتر روبه‌رو مي‌سازد، اين تحقيق حل اين مشكل را بررسي مي‌كند و علاوه بر آن بهبود خواص و افزايش ميزان سختي در آلياژ آلومينيوم 6061 را نيز دنبال مي‌كند. بر اين اساس در اين پروژه از كوره‌ي مادون قرمز با ويژگي حرارت دهي سريع، براي عمليات حرارتي اين آلياژ استفاده شد كه كاهش انرژي فعال‌سازي لازم براي حل شدن اتم‌ها در زمينه آلومينيوم و تشديد مكانيزم حاكم بر انجام اين عمليات كه مكانيزم نفوذي است را به همراه دارد كه اين اثر طبق روابط ترموديناميكي و متالورژيكي به افزايش نيروي محركه‌ي تشكيل رسوب‌ها و سرعت هسته‌زايي آن‌ها حين فرآيند پيرسازي منجر مي‌شود. در اين بين براي دستيابي به حداكثر مقدار سختي قبل از عمليات پيرسازي يك مرحله نورد با درصد تغيير شكل متفاوت صورت گرفت تا تاثير آن بر ريزساختار و سختي مورد بررسي قرار گيرد. عمليات حرارتي نمونه‌ها در اين پژوهش ثابت بوده و محلول‌سازي در دماي 530℃ به مدت 40 دقيقه صورت گرفته است. پس از آن نيز درصد متفاوت نورد با 50 ، 60 و 70 درصد كاهش سطح مقطع صورت گرفت و پس از آن عمليات پيرسازي در دماي 180℃ به مدت 2 ساعت صورت پذيرفت. با طي شدن اين سيكل در نمونه نورد شده به ميزان 70 درصد به همراه پيرسازي بهترين استحكام و سختي بدست آمد و سختي نمونه HV 130 برآورد شد. بررسي‌هاي ريزساختاري نمونه‌ها نيز نشان داد كه به علت اعمال حرارت دهي سريع و نورد بويژه در مقدار 70 درصد كاهش سطح مقطح رسوبات نهايي و پايدار Mg2Si كه استحكام بخش اين آلياژ هستند بسيار ريزتر از حالت تعادلي آلياژ آلومينيوم 6061 بوده و طبق نتايج بدست آمده از نرم‌افزار image j از تصاوير SEM تعداد رسوبات با مساحت بين 5/0 تا 5/1 ميكرومتر مربع در بزرگنمايي مشخص 325 عدد گزارش شد.

آلياژ آلومينيوم 6061، پيرسازي، حرارت دهي سريع، نورد سرد، ريزساختار، سختي