11642

11642

اثر افزودن عناصر نادر خاكي بر خواص خستگي پرچرخه آلياژ منيزيم AZ91

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي - شناسايي و انتخاب مواد

اسفند 1391

اسفند 1391

دكتر سيد محمدعلي بوترابي

چكيده در اين تحقيق، رفتار خستگي پرچرخه دوراني خمشي آلياژ AZ91 منيزيم، با و بدون عناصر نادر خاكي (RE) در دماي محيط، مورد بررسي قرار گرفت و نتايج با آلياژهاي پركاربرد آلومينيوم در صنعت خودرو (A319 و A356-T7) مقايسه گرديد. بدين منظور آلياژهاي AZ91 و AZ91+1%RE تحت اتمسفر محافظ (HFC.134a + CO2) ريخته‌گري شد. عناصر نادر خاكي به صورت ميش‌متال غني از سريم به آلياژ AZ91 منيزيم افزوده شد. بررسي‌هاي ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي (SEM) صورت پذيرفت. جهت تعيين مشخصات مكانيكي آلياژهاي توليد شده، آزمون‌هاي كشش ساده و سختي در دماي محيط انجام شد. آزمون خستگي پرچرخه دوراني خمشي چهارنقطه‌اي، جهت بررسي رفتار خستگي آلياژهاي توليد شده انجام گرفت. بررسي ريزساختار آلياژ AZ91 پس از افزودن 1% عناصر نادر خاكي، حاكي از تشكيل فاز بين‌فلزي تيغه‌اي شكل Al11RE3 بود كه كاهش درصد حجمي فاز بين‌فلزي Mg17Al12 را به همراه داشت. همچنين اندازه دانه آلياژ AZ91 از µm7±55 به µm3±45 پس از افزودن 1% عناصر نادر خاكي كاهش يافت. نتايج آزمون‌هاي مكانيكي سختي و كشش، حاكي از اثر ناچيز افزودن 1% عناصر نادر خاكي بر اين خواص بود. بررسي منحني تنش- عمر آلياژهاي توليد شده، افزايش استحكام خستگي از MPa96 به MPa134 در 105 چرخه را براي آلياژ حاوي 1% عناصر نادر خاكي نشان داد. همچنين تخمين عمر نمونه‌هاي با و بدون عناصر نادر خاكي در 106 چرخه توسط معادله باسكوئين، حاكي از افزايش استحكام خستگي در اين تعداد چرخه از MPa66 براي آلياژ AZ91 به MPa94 براي آلياژ AZ91+1%RE بود. همچنين استحكام خستگي آلياژ AZ91+1%RE در 105 چرخه تقريباً با آلياژ آلومينيوم A319 مشابه و نسبت به آلياژ A356-T7 تنها حدود MPa15 كمتر بود. واژه‌هاي كليدي: آلياژ منيزيم AZ91، عناصر نادر خاكي، خواص مكانيكي، خستگي پرچرخه.