شماره ركورد
34353
پديد آورنده
اميررضا حاجيان
عنوان
عنوان: تاثير پارامترهاي فرآيند بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت AA6061-SiC توليد شده به روش اكستروژن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مواد و متالورژي
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/07/23
استاد راهنما
سيد حسين رضوي - باقر محمدصادقي
استاد مشاور
ندارد.
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
كامپوزيتهاي زمينه فلزي (MMCs) AA6061 تقويتشده با ذرات كاربيد سيليسيم (SiC)، به دليل نسبت استحكام به وزن بالا، كاربرد گستردهاي در صنايع هوافضا و خودروسازي دارند. تنظيم پارامترهاي فرآيند اكستروژن گرم براي دستيابي به ريزساختار مطلوب و خواص مكانيكي بهينه اين كامپوزيتها، امري مهم تلقي ميشود. هدف اين پژوهش، بررسي جامع تأثير پارامترهاي اصلي اكستروژن گرم (نسبت اكستروژن و دماي اكستروژن) بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت AA6061-SiC توليدشده به روش اكستروژن است. اين تحقيق به دنبال شناسايي نسبت و دماي اكستروژن مناسب براي دستيابي به حداكثر خواص مكانيكي و ريزساختار مطلوب است. نمونههاي كامپوزيت AA6061-SiC با آمادهسازي بيلت و اعمال لايهنشاني پودر SiC تهيه شدند؛ سپس بيلتها تحت اكستروژن گرم قرار گرفتند. طراحي آزمايش به صورت دو عاملي با سه سطح نسبت اكستروژن (6، 12 و 18) و سه سطح دما (300، 350 و ℃400 ( اجرا شد. پس از اكستروژن، ريزساختار با ميكروسكوپ نوري و الكتروني، توزيع ذرات با آناليزEDS و پارامترهاي مكانيكي با آزمونهاي سختيسنجي برينل بررسي شدند. فرآيند آنيل و آمادهسازي سطح مطابق استاندارد ASTM انجام گرفت. بالاترين ميانگين سختي برينل( HB54) در نسبت اكستروژن6 و دماي 350 درجه سانتيگراد ثبت شد. افزايش نسبت اكستروژن (به 18) و افزايش دما (به℃400)، منجر به كاهش سختي نهايي شد كه ناشي از غلبه فرآيندهاي نرمشدگي ديناميكي، مانند تبلور مجدد بود. نتايج ريزساختاري حاصل از آناليز EDS نانوذرات SiC را در طول قطعه اكسترودشده نشان داد؛ بهطوريكه غلظت سيليسيم و كربن از ناحيه ابتدايي به نواحي مياني و انتهايي افزايش يافت. همچنين، گراديان سختي در طول نمونه مشاهده شد، بهنحوي كه سختي از بخش ابتدايي به انتهايي حدود 5/7 درصد كاهش يافت.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/16
عنوان به انگليسي
Title: The effect of process parameters on the microstructure and mechanical properties of AA6061-SiC composite produced by the extrusion method
تاريخ بهره برداري
10/15/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميررضا حاجيان
چكيده به لاتين
Metal–matrix composites (MMCs) based on AA6061 reinforced with silicon carbide (SiC) particles are widely used in the aerospace and automotive industries due to their favorable strength-to-weight ratio. Precise control of hot-extrusion parameters is critical for achieving a desirable microstructure and optimal mechanical properties in these composites. This study presents a systematic investigation of the influence of two principal hot-extrusion parameters—extrusion ratio and extrusion temperature—on the microstructure and mechanical properties of AA6061–SiC composites. The objective was to identify the combination of extrusion ratio and temperature that yields the best mechanical performance and a favorable microstructural state. Composite billets were prepared by coating AA6061 billets with SiC powder and subsequently subjected to hot extrusion. A two-factor experimental design with three levels for each factor was implemented: extrusion ratios of 6, 12 and 18, and extrusion temperatures of 300, 350 and 400 °C. Post-extrusion characterization included optical and electron microscopy for microstructural examination, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) for particle distribution and elemental mapping, and Brinell hardness testing to evaluate mechanical response. Annealing and surface preparation procedures were carried out in accordance with relevant ASTM standards. The highest mean Brinell hardness (54 HB) was observed for specimens extruded at an extrusion ratio of 6 and an extrusion temperature of 350 °C. Increasing the extrusion ratio to 18 and the extrusion temperature to 400 °C produced a reduction in final hardness, which is attributed to the dominance of dynamic softening mechanisms such as dynamic recrystallization. EDS analysis revealed a non-uniform longitudinal distribution of SiC nanoparticles along the extrudate: silicon and carbon concentrations increased from the initial region toward the mid and end regions of the extruded profile. A hardness gradient was also detected along the sample length, with hardness decreasing by approximately 5.7% from the initial toward the terminal section. These results indicate that lower extrusion ratios combined with an intermediate extrusion temperature are favorable for retaining higher hardness in AA6061–SiC composites produced by hot extrusion, while higher ratios and temperatures promote dynamic softening and reduced hardness.
كليدواژه هاي فارسي
اكستروژنگرم , نسبت اكستروژن , دماي اكستروژن , كامپوزيتAA6061-SiC
كليدواژه هاي لاتين
hot extrusion , extrusion ratio , Extrusion temperature , : AA6061-SiC composite
Author
Amirreza Hajian
SuperVisor
Dr. Seyed Hossein Razavi Dr. Bagher Mohammad Sadeghi