16420

16420

بررسي اثر فرآيند نيمه جامد بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Al-10.5Si-3Cu-0.2Mg

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

خردادماه 1395

دكتر سعيد شبستري

مواد و متالورژي

چكيده آلياژهاي آلومينيوم – سيليسيم – مس جز آلياژهاي ريختگي هستند كه با هدف افزايش خواص مكانيكي مورد عمليات حرارتي رسوب سختي قرار مي‌گيرند. افزودن منيزيم به تركيب اين آلياژ پاسخ آن را به عمليات پيرسازي به شدت تسريع مي‌كند و همچنين باعث افزايش سختي و استحكام مي‌شود. در پژوهش حاضر اثرات اعمال فرآيند شكل‌دهي نيمه جامد به روش SIMA بر ريزساختار و خواص كششي( استحكام كششي، استحكام تسليم و درصد ازدياد طول نسبي ) آلياژ Al-10.5Si-3Cu-0.2Mg مورد بررسي قرار گرفت. به منظور دستيابي به ريزساختار مناسب براي فرآيند شكل‌دهي نيمه جامد، شامل كرويت مناسب فاز α-Al با قطر معادل كمتر از µm100 و همچنين تغيير مورفولوژي ذرات Si ،از روش اعمال تغيير شكل پلاستيك و تبلور مجدد بهره گرفته شد. بدين منظور نمونه‌هاي ريخته‌گري شده در فرآيند نورد تحت 10 ، 15 ، 20 درصد تغيير شكل پلاستيك قرار گرفتند و پس از مرحله نورد در مدت زمان‌هاي 10، 15 ، 20 ، 25 ، 30 دقيقه در دماي 569 درجه سانتيگراد تحت فرآيند گرمايش مجدد قرار گرفتند و پس از بررسي‌هاي ريزساختاري و تعيين زمان بهينه براي هر درصد تغيير فرم، نمونه‌ها با استفاده از پرس هيدروليك در بار ثابت به نمونه‌هاي به شكل نهايي تبديل شدند. بررسي‌هاي ريزساختاري و خواص مكانيكي نمونه‌هاي توليدي و مقايسه آنها با نمونه‌هاي ريختگي نشان دهنده بهبود استحكام كششي، استحكام تسليم و درصد ازدياد طول نسبي براي آلياژ هاي شكل‌دهي شده در حالت نيمه جامد نسبت به آلياژ ريختگي است. اعمال عمليات حرارتي رسوب سختي بر نمونه‌هاي شكل‌دهي سبب بهبود بيشتر خواص كششي گرديد به گونه‌ايي كه نمونه شكلدهي شده در فرآيند نيمه جامد پس از اعمال فرآيند رسوب سختي با استحكام كششي MPa423، استحكام تسليمMPa 331 و درصد ازدياد طول نسبي41/4 بهترين خواص را در ميان نمونه‌هاي بررسي شده دارد. واژه‌هاي كليدي:آلياژهاي آلومينيوم- سيليسيم- مس، فرآيند تيكسوفرمينگ، فرآيند رسوب سختي ، خواص مكانيكي.

1395/11/11

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Mechanical properties of Al-Si-Cu alloys can be improved by precipitation hardening. Adding magnesium to this alloy not only improves its hardness an​d strength, but also has a significant impact on the aging rate. In this study, the effect of semi-solid forming (SIMA process) of Al-10.5Si-3Cu-0.2Mg alloy on the microstructure an​d mechanical properties is investigated. Plastic deformation an​d recrystallization were implemented on the samples to fulfil the desired microstructure. To achieve this, specimens were cold worked to 10, 15, an​d 20% plastic deformation, followed by reheating process at 569°C for 10, 15, 20, 25, an​d 30 minutes. After microstructural eva​luation, optimum reheating time for each deformation was identified. Finally, samples were pressed under a fixed load to the desired shapes. By comparing microstructure characteristics an​d mechanical properties of all samples, those which were produced by thixoforming method showed better tensile strength, yield strength an​d relative elongation than as-cast samples. Ultimate tensile strength of 412 MPa, yield strength of 300 MPa, an​d elongation of 4.54 % was achieved by Precipitation hardening of thixoformed samples. Keywords: Al-Si-Cu-Mg Alloys, Thixoforming, Age Hardening, Mechanical Properties