18487

۱۸۴۸۷

بررسي اثر عمليات رسوب سختي بر ريزساختار و سختي آلياژ منيزيم QE22

كارشناسي ارشد

انتخاب و شناسايي مواد

تيرماه ۱۳۹۶

دكتر سعيد قدرت نما شبستري

مواد و متالورژي

آلياژهاي منيزيم به دليل خواص مطلوبي چون سبكي و نسبت استحكام به وزن بالا، توجه ويژه صنعت و محققين را در دهه‌‌هاي اخير به خود جلب كرده‌‌اند. افزودن برخي از عناصر مانند عناصر نادر خاكي به منيزيم باعث بهبود خواص خزشي آلياژ مي‌‌شود. يكي از آلياژهاي اين گروه، آلياژ QE22 است كه با دارا بودن عنصر نقره و عناصر نادر خاكي، استحكام دماي پايين و بالاي نسبتا مناسبي را از خود نشان مي‌‌دهد. از آن‌‌جا كه تحقيقات اندكي در مورد عمليات حرارتي رسوب‌‌سختي اين آلياژ و درك سينتيك اين فرآيند موجود است، پژوهش حاضر بر بررسي مكانيزم و سينتيك اين عمليات حرارتي تمركز دارد. عمليات حرارتي رسوب‌‌سختي و پيرسازي مصنوعي در سه دماي 175 و 204 و °C244 انجام شد كه سختي نمونه‌‌ها در اثر آن افزايش يافت. بيشترين پيك سختي مربوط به دماي پيرسازي °c 175 و زمان 30 ساعت است. سختي نمونه ريختگي در اثر انجام عمليات رسوب‌‌سختي از 41 به 57 برينل ارتقا پيدا كرد. هم‌‌چنين بررسي تصاوير ميكروسكوپي، نشان‌‌دهنده ايجاد تعداد بسيار زيادي دوقلويي مكانيكي در نمونه‌‌هاي كوئنچ شده پس از عمليات محلول‌‌سازي است كه يكي ديگر از دلايل بهبود سختي و خزش اين نمونه‌‌ها در مقايسه با نمونه ريختگي است. بررسي نمونه‌‌هاي سختي- زمان نشان‌‌دهنده اين است كه عمليات رسوب‌‌سختي اين آلياژ، از معادله جانسون- مل- اورمي پيروي مي‌‌كند. رسم نمودارهاي مربوط به معادله جانسون- مل- اورمي به درك مكانيزم رسوب‌‌سختي كمك مي‌‌كند. مقادير ثابت اورمي (n) به دست آمده از اين نمودارها، ثابت مي‌‌كند كه مكانيزم غالب در رسوب‌‌سختي اين آلياژ، جوانه‌‌زني روي هسته نابجايي‌‌ها است. نتايج آزمون خزش فروروندگي بيانگر بهبود خواص خزشي اين آلياژ در دماهاي پيرسازي 175 و °C204 است واژه‌هاي كليدي: آلياژهاي منيزيم، سينتيك رسوب‌‌سختي، معادله جانسون- مل- اورمي، خزش فروروندگي

1396/11/24

2/13/2018 12:00:00 AM

In recent decades, magnesium alloys have attracted the special attention of industries and researchers due to desirable properties like lightness and high strength to weight ratio. Addition of some elements like rare earth elements to magnesium leads to improvement of creep properties of the alloy. One of the alloys of this category is QE22 alloy which shows appropriate low and high temperature strength with having silver element and rare earth elements. Since there are a few researches related to the precipitation-hardening heat treatment of this alloy and understanding the kinetics of this process, the present research concentrates on studying the mechanism and kinetics of this kind of heat treatment. The precipitation-hardening and artificial aging was done in three temperatures of 175 and 204 and 244°C which lead to increase in the hardness of the samples. The maximum peak of the hardness is related to the aging temperature of 175°C and the time of 30 hours. The hardness of the as-cast sample increased from 41 to 57 due to precipitation-hardening treatment. Also, studying the microscopic images indicates the formation of many mechanical twins in the samples quenched after solution treatment which is another reason for improving the fatigue and creep resistence of these samples in comparison with the as-cast sample. Studying the curves of hardness-time indicates that the precipitation-hardening treatment of this alloy obeys Johnson-Mehl-Avrami equation. Plotting the curves based on Johnson-Mehl-Avrami equation helps to understand the precipitation-hardening mechanism. The Avrami constant (n) magnitude obtained from these curves proves that nucleation on the dislocation cores is the dominant mechanism in the precipitation-hardening of this alloy. The results of the impression creep test shows the improvement of the creep properties of this alloy at the aging temperatures of 175 and 204°C. Keywords: magnesium alloys, precipitation-hardening kinetics, Johnson-Mehl-Avrami equation, impression creep