19918

۱۹۹۱۸

تأثير تغيير شكل داغ در قالب سرد به روش ECAP و عمليات حرارتي بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم 2024

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

۹۴-۹۷

۱۳۹۷/۶/۲۷

دكتر عليرضا ايواني - دكتر مسعود هاشمي نياسري

دكتر حميدرضا جعفريان

مواد و متالورژي

آلياژ آلومينيوم 2024 از جمله آلياژهاي عمليات حرارتي پذير و استحكام بالاي آلومينيوم است. با توجه به كاربرد و اهميت بالاي اين آلياژ، تحقيقات گسترده اي به ‌منظور بهبود خواص و كاهش هزينه‌هاي فرآوري آن انجام شده است. در پژوهش حاضر، با استفاده از روش نوين تغيير شكل داغ و سرد شدن هم‌زمان در قالب سرد (HFQ) ، آلياژ آلومينيوم 2024 پس از انجام عمليات آنيل حل سازي بلافاصله به صورت داغ تحت تغيير شكل پلاستيك شديد به روش فشردن در كانال‌هاي زاويه‌دار همسان (ECAP) در قالبي با دماي اتاق قرار گرفت و تأثير عمليات حرارتي آنيل حل سازي قبل از هر پاس فرآيند ECAP بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ بررسي شد. به‌منظور مقايسه و بررسي تأثير استفاده از روش HFQ در فرآيند ECAP، دسته‌اي ديگر از نمونه‌هاي عمليات حل سازي شده در آب كوئنچ شدند و سپس تحت فرآيند ECAP قرار گرفتند. به‌علاوه براي بررسي تأثير رسوبات، نمونه‌ها در دو حالت با و بدون عمليات پيرسازي ارزيابي شدند. بررسي‌هاي ريزساختاري و خواص مكانيكي به‌صورت آزمون‌هاي كشش و سختي بر روي نمونه‌ها صورت گرفت و نيروي موردنياز براي هر پاس تغيير شكل اندازه‌گيري شد. همچنين به‌منظور بررسي فازهاي موجود در ريزساختار و تغييرات چگالي نابجايي‌ها آزمون پراش اشعه ايكس انجام شد. نتايج خواص مكانيكي، افزايش قابل‌توجه سختي و خواص كششي بعد از پاس اول تغيير شكل و تغييرات كمتر در پاس‌هاي بعدي را نشان داد. به طوريكه ميزان استحكام كششي نهايي از مقدار اوليه آن در عمليات حلسازي يعني390 مگا پاسكال به 509 مگاپاسكال پس از اولين پاس تغيير شكل به روش HFQ-ECAP و مقدار 535 مگاپاسكال در حالت بيشينه رسيد. با توجه به ويژگي‌هاي فرآيند HFQ نظير فشار كمتر موردنياز، خواص مكانيكي بهينه، تأثيرپذيري بيشتر از فرآيند پيرسازي و قابليت بالاي انجام تغييرشكل، استفاده از روش HFQ براي تغيير شكل پلاستيك شديد آلياژ آلومينيوم 2024 توصيه مي شود.

1397/10/18

The effect of hot forming in cold die by ECAP method and thermal treatment on microstructure and mechanical properties of aluminum alloy AA2024

1/8/2019 12:00:00 AM

AA2024 is one of the most famous aluminum alloys considered as a heat treatable and high-strength alloy. Considering the applications and importance of this alloy, vast research is ongoing to improve its properties and reduce its processing cost. In this study, by using a new deformation method named hot forming cold die quenching (HFQ) after solution annealing of aluminum alloy AA2024, equal channel angular pressing (ECAP) was conducted at room temperature and the effect of solution annealing before each pass of ECAP process was investigated on the microstructure and mechanical properties of the alloy. In order to compare and investigate the effect of the HFQ method together with ECAP process, a group of solution treated samples which were water quenched were subjected to the ECAP process. In addition, to evaluating the effect of precipitates, samples were assessed in two conditions with and without aging treatment. Microstructural observations and mechanical investigations were carried out by means of tensile and hardness tests on the specimens and the required force for each deformation pass was measured. Also, the X-ray diffraction test was performed to investigate the phases in the microstructure and changes in dislocation density. Mechanical properties showed a significant increase in hardness and tensile properties after first pass of deformation and less variation in subsequent passes. Due to the characteristics of the HFQ process, such as lower required pressure, optimal mechanical properties, higher effect of aging treatment and the ability to carry out higher passes of deformation, the HFQ method is recommended for the equal channel angular pressing of AA2024 alloy.