28374

تاثير فرآيند فورج چند جهته بر ريزساختار، خواص مكانيكي و شكل پذيري آلياژ هاي كارپذير آلومينيوم

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- مهندسي مواد - شكل دادن فلزات

1399

1401/12/24

سيد حسين رضوي

باقر محمدصادقي

دانشكده مهندسي مواد و متالورژي

هدف از پژوهش حاضر بررسي تاثير فرآيند فورج چند جهته بر ريزساختار، خواص مكانيكي و شكل پذيري آلياژ هاي كارپذير آلومينيوم سري 7XXXمي باشد. در بخش اول اين پژوهش ابتدا نمونه هاي مكعبي شكل با ابعاد "16×16×21 mm" و متناسب با قالب فورج چند جهته از ماده ي اوليه كه به صورت يك ميله ي اكسترود شده آلياژ آلومينيوم سري 7XXXبود، با استفاده از وايركات تهيه شد. همچنين قالبي از جنس فولاد گرم كار به منظور انجام فرآيند فورج چند جهته طراحي شد. در ادامه به منظور تعيين تركيب شيميايي آلياژ و شناسايي فاز هاي تشكيل دهنده ريزساختار آناليز كوانتومتري و پراش اشعه ايكس انجام شد و سپس بررسي ريزساختار آلياژ اوليه، پس از انجام فرآيند متالوگرافي با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام شد. همچنين به منظور بررسي خواص مكانيكي آلياژ اوليه تست كشش تك محوري و آزمايش سختي سنجي انجام شد و در ادامه به منظور آماده سازي نمونه ها جهت انجام فرآيند فورج چند جهته، عمليات محلول سازي در دماي "450" ℃ و به مدت 4 ساعت انجام شد و به منظور حصول اطمينان از تاثير گذاري مثبت فرآيند محلول سازي، خواص سختي و ريزساختار نمونه ها مجددا بررسي شد كه نتايج بدست آمده با نتايج مورد انتظار هم خواني داشت و مشاهده شد ميانگين عدد سختي نمونه هاي اوليه از "95 Hv" به "80 Hv" كاهش يافت و ميانگين اندازه دانه ها از "27 μm" به "40 μm" افزايش يافت. در نتيجه نمونه ها جهت انجام فرآيند فورج چند جهته آماده شدند. در بخش دوم اين پژوهش فرآيند فورج چند جهته در 1، 2 و 3 پاس و در دماي 450℃ بر روي نمونه هايي كه تحت عمليات محلول سازي قرار گرفته بودند، انجام شد و در بخش سوم به بررسي نحوه و ميزان تاثير فرآيند فورج چند جهته بر خواص مكانيكي و شكل پذيري آلياژ با مطالعات ريزساختاري به كمك ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و انجام آزمايش فشار بر روي نمونه هاي فشار استوانه اي به ابعاد "9×6 mm" تهيه شده از نمونه هاي مكعبي كه ابتدا تحت عمليات محلول سازي و سپس عمليات فورج چند چند جهته قرار گرفته بودند، پرداخته شد و مشاهده شد همانظور كه از پيش از انجام آزمايش با مطالعه ي پژوهش هاي مشابه انجام شده در اين زمينه انتظار مي رفت، فرآيند فورج چند جهته، تاثير مطلوبي در بهبود خواص مكانيكي و شكل پذيري آلياژ آلومينيوم داشته است، به طوري كه پس از 3 پاس تغييرشكل، ميانگين عدد سختي نمونه ها به "99 Hv" افزايش يافته و ميانگين اندازه دانه ها به "23 μm" كاهش يافته و حداكثر استحكام فشاري نمونه ها تا "1470 MPa" افزايش يافته است.

1402/03/21

the effect of multi directional forging (mdf) on microstructure, mechanical properties of wrought aluminum alloys

3/14/2024 12:00:00 AM

the object of this research is to investigate the effect of multi-directional forging process on the microstructure, mechanical properties and ductility of wrought aluminum alloys of the 7XXX series. In the first part of this research, cube-shaped samples with dimensions of "16 x 16 x 21 mm" and suitable for a multi-directional forging mold were prepared from the raw material, which was an extruded bar of 7XXX series aluminum alloy, using wire cutting. became. Also, a mold made of hot working steel was designed to perform multi-directional forging process. Next, in order to determine the chemical composition of the alloy and identify the phases that make up the microstructure, quantum analysis and X-ray diffraction were performed, and then the microstructure of the primary alloy was examined after performing the metallographic process using an optical microscope and a scanning electron microscope. Also, in order to check the mechanical properties of the primary alloy, uniaxial tensile test and hardness test were performed, and then, in order to prepare the samples for the multi-directional forging process, solution treatment was performed at 450°C for 4 hours. And in order to ensure the positive impact of the solubilization process, the hardness and microstructure properties of the samples were re-checked, and the results were consistent with the expected results, and it was observed that the average hardness number of the initial samples went from "95 Hv" to "80 Hv" decreased and the average grain size increased from "27 μm" to "40 μm". As a result, the samples were prepared for the multidirectional forging process. In the second part of this research, the multidirectional forging process was performed in 1, 2 and 3 passes at a temperature of 450 ℃ on the samples that were subjected to solution processing, and in the third part, the method and the effect of the multidirectional forging process were investigated. on the mechanical properties and ductility of the alloy with microstructural studies with the help of optical microscope and scanning electron microscope and performing pressure test on cylindrical pressure samples with dimensions of "9 x 6 mm" prepared from cube samples that were first subjected to solution treatment and Then the multi-directional forging operations were placed, it was discussed and it was observed that, as expected before conducting the experiment by studying the similar research done in this field, the multi-directional forging process has a favorable effect on improving the mechanical properties and shape. aluminum alloy had flexibility, so that after 3 passes of deformation, the average hardness number of the samples increased to "99 Hv" and the average grain size decreased to "23 μm" and the maximum compressive strength of the samples to "1470 MPa" Increased.

فورج چند جهته , آزمايش فشار

Multi directional forging , pressure test

Mohammad hassan Lotfi

Dr. Hossein Razavi