33165

بررسي اثر پارامترهاي فرآيند نورد و عمليات حرارتي بر قابليت كارپذيري و ريزساختار آلياژ آلومينيوم 2024

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- مهندسي مواد - شكل دادن فلزات

1400

1403/12/8

سيد حسين رضوي - محمد تقي صالحي

/

مهندسي مواد و متالورژي

هدف از انجام اين پژوهش بررسي تاثير پارامترهاي فرآيند نورد و عمليات حرارتي بر قابليت كارپذيري و ريزساختار آلياژ آلومينيوم 2024 است. اگر چه اين آلياژ از استحكام بالايي برخوردار است ولي شكل‌پذيري آن پايين است. يكي از روش‌هاي مطلوب به منظور بهينه‌سازي خواص مكانيكي و بالا بردن استحكام و شكل‌پذيري آلياژ آلومينيم 2024 ، به كارگيري عمليات ترمومكانيكي است. اين فرآيند، شامل تركيبي از كار مكانيكي و عمليات حرارتي است. اغلب براي غلبه بر مشكل شكل پذيري اين آلياژ نورد در دماي محيط و به دنبال آن پيرسازي به صورت طبيعي يا مصنوعي صورت مي‌گيرد. در اين پژوهش بر روي نمونه‌ها عمليات انحلالي در دماي 490 درجه‌ سانتي‌گراد به مدت 1 ساعت صورت گرفت. با اين تفاوت كه بر روي تعدادي از نمونه‌ها در مرحله كوئنچ، از روش كوئنچ جهت‌دار به جاي كوئنچ معمولي استفاده شد و ساير نمونه‌ها نيز به صورت معمولي كوئنچ شدند. فرآيند نورد در دماي محيط با 15 و 30 درصد كاهش سطح مقطع بر روي برخي از نمونه‌هاي كوئنچ معمولي اعمال شد. علاوه بر اين، پيرسازي مصنوعي در دماي‌ 190 درجه سانتي‌گراد به مدت 8، 12 و 16 ساعت بر روي تمامي نمونه‌ها صورت گرفت. تصاوير ميكروسكوپي نشان دهنده اين مطلب است كه در نمونه‌هاي كوئنچ جهت‌دار، رسوبات ريزتر بوده و به صورت يكنواخت‌تري توزيع شده‌اند. همچنين نمونه‌هاي كوئنچ جهت‌دار در زمان‌هاي كوتاه‌تري در مقايسه با كوئنچ معمولي به بيشينه مقدار سختي رسيدند. استحكام نهايي نمونه 30 درصد نورد شده نيز با افزايش چگالي نابجايي‌ها در اثر كاهش سطح مقطع، برابر با 576 مگاپاسكال و سختي آن نيز 164 ويكرز مي‌باشد كه در مقايسه با ساير نمونه‌ها بالاترين استحكام و سختي را دارد. شكل‌پذيري نمونه كوئنچ جهت دار در مقايسه با ساير نمونه‌ها نيز بهبود چشمگيري داشته و درصد ازدياد طول آن برابر با 21/52% به ثبت رساند.

1403/12/28

Investigation of the effect of rolling process parameters and heat treatment on the workability and microstructure of 2024 aluminum alloy

2/27/2026 12:00:00 AM

The purpose of this study is to investigate the effect of rolling and heat treatment process parameters on the workability and microstructure of 2024 aluminum alloy. Although this alloy has high strength, its ductility is low. One of the desirable methods to optimize the mechanical properties and increase the strength and ductility of 2024 aluminum alloy is to apply thermomechanical treatment. This process includes a combination of mechanical work and heat treatment. Often, to overcome the problem of ductility of this alloy, it is rolled at ambient temperature, followed by natural or artificial aging. In this study, solution treatment was performed on the samples at 490 °C for 1 hour. With the difference that on a number of samples in the quenching stage, the directional quenching method was used instead of conventional quenching, and the other samples were also conventionally quenched. The rolling process at ambient temperature with 15 and 30 percent reduction in cross-sectional area was applied to some of the conventional quenched samples. In addition, artificial aging at 190°C for 8, 12, and 16 hours was performed on all samples. Microscopic images show that in the directionally quenched samples, the precipitates were finer and more uniformly distributed. Also, the directionally quenched samples reached the maximum hardness in shorter times compared to the conventionally quenched ones. The ultimate strength of the 30% rolled sample, due to the increase in dislocation density due to the reduction in cross-sectional area, is 576 MPa, and its hardness is 164 Vickers, which is the highest strength and hardness compared to the other samples. The ductility of the directional quenched sample has also improved significantly compared to the other samples, and its elongation percentage is 21.52%.

فرآيند نورد , كوئنچ جهت‌دار , ريزساختار , آلياژ آلومينيوم 2024 , خواص مكانيكي

Rolling process , Directional quench , Microstructure , 2024 aluminum alloy , mechanical properties

Navid Besharati Niya

Dr. Hossein Razavi