18237

18237

تاثير عمليات حرارتي و تغييرشكل پلاستيك شديد بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم 6063

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

آبان ماه 1396

دكتر عليرضا ايواني - دكتر سيد محمدعلي بوترابي

دكتر حميدرضا جعفريان

مواد و متالورژي

هدف از اين تحقيق، بررسي تاثير عمليات حرارتي و تغييرشكل پلاستيك شديد بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم 6063 است. در اين راستا، نمونه¬هاي آماده شده بعد از عمليات حرارتي آنيل اوليه ( oC550 - 6 ساعت)، تحت نرخ¬هاي مختلف سرمايش (در كوره، آب و هوا) تا دماي محيط سرد شدند. پس از آن، تمام نمونه¬ها با استفاده از روش فشردن در كانال¬هاي هم¬مقطع زاويه¬دار تا 10 پاس تغييرشكل داده شدند. درنهايت، روي نمونه¬ها عمليات حرارتي پيرسازي (oC150 - 8 ساعت) انجام گرفت. نرخ¬هاي مختلف سرمايش تاثيري بر ريزساختار اوليه نداشته است. اعمال تغييرشكل منجر به كاهش اندازه دانه¬ها شده كه اين كاهش با افزايش تعداد پاس ادامه داشته است. در مورد نمونه¬ي سرد شده در آب (WQ)، اثرپذيري بيشتري در ريزشدن دانه¬ها در نتيجه تغييرشكل مشاهده شد، اما بعد از 6 پاس كاهش اندازه دانه¬ها بسيار اندك بود. بعد از 2 پاس تغييرشكل، دانسيته¬ي نابجايي¬ها به¬طور چشم-گيري افزايش يافت كه مقدار آن براي نمونه¬ي WQ، بيشتر بود. با ادامه¬ي تغييرشكل، در مورد نمونه¬ي سرد شده در هوا (AC) افزايش و براي نمونه¬ي WQ كاهش چگالي نابجايي¬ها رخ داد. بعد از عمليات حرارتي پيرسازي نيز افت محسوسي در دانسيته نابجايي¬ها رخ داد. با افزايش نرخ سرمايش، استحكام و سختي نمونه¬ها افزايش يافت. اين افزايش استحكام تنها در مورد نمونه¬ي AC همراه با كاهش داكتيليته بوده، به¬طوري كه در مورد نمونه¬ي WQ استحكام با حفظ داكتيليته افزايش يافت. اعمال تغييرشكل پلاستيك شديد تا 10 پاس بر نمونه¬ها¬ي سرد شده در كوره ¬(FC) و هوا، منجر به افزايش استحكام و كاهش داكتيليته آلياژ شد. در مورد نمونه¬ي WQ اعمال 2 و 6 پاس ECAP، استحكام افزايش داشته، اما با ادامه¬ي تغييرشكل استحكام افت كرد. اعمال عمليات حرارتي پيرسازي بر نمونه¬هاي تغييرشكل داده¬ي AC و WQ، منجر به كاهش استحكام شد. در مورد نمونه¬ي WQ برخلاف نمونه¬ي AC، كاهش استحكام همراه با افزايش داكتيليته نبود. روند كاملا مشابه استحكام در مورد سختي نمونه¬ها نيز مشاهده شد.

1396/10/05

12/26/2017 12:00:00 AM

The purpose of this study was to investigate the effect of heat treatment and severe plastic deformation on the microstructure and mechanical properties of AA6063 aluminum alloy. In this regard, the prepared samples after initial annealing (550oC - 6h), were cooled to room temperature in different environments, i.e., in the furnace, air and water. Subsequently, all of the samples were subjected deformed via equal channel angular pressing (ECAP) and were aged at 150oC for 8 hrs. Different cooling rates were found to have no effect on the microstructure. Deformation led to decrease in the grain size to be continued with increasing the number of ECAP passes. Water-quenched samples (WQ) showed more significant grain refinement during ECAP which was diminished after 6 passes. The increase in dislocation density after 2 passes ECAP was higher for WQ samples rather than the air-cooled (AC). This trend was continued up to six passes. With further deformation, the dislocation density was continued to increase for the AC samples while it was reduced for WQ. After aging heat treatment, there was a noticeable drop in dislocation density in all samples. By increasing cooling rate, the strength and hardness of the samples increased. In case of AC sample, an increase in strength was associated with decreased ductility, while increasing the strength of the WQ sample with preservation of ductility. By increasing the number of deformation passes to 10 on furnace-cooled (FC) and AC samples, a significant increase in strength and decreased ductility of the alloy was resulted. However, in the case of WQ sample, with increasing deformation up to 6 passes, the strength increased, but with the continuation of the deformation, the strength decreased. Applying aging treatment on the deformed AC and WQ samples, led to the decrease in strength. For WQ samples, Unlike the AC samples, the strength reduction was not associated with increased ductility. A similar trend was observed in the hardness of the samples.