5301

5301

بررسي اثر كوئنچ جهت دار بر فرآيند پير سازي و خواص مكانيكي آلياژ 2024

كارشناسي ارشد

مواد - استخراج فلزات

تير 1389

تير 1389

دكتر ميردامادي - دكتر رضوي

در اين پژوهش، دو چرخه عمليات حرارتي، شامل پيرسازي با كوئنچ سه بعدي T6 با دماي پير سازي ‍ 190 ، بر روي نمونههاي آلومينيمي 2024 ، با 􀔨 پيرسازي با كوئنچ يكبعدي (جهتدار) با دماي پيرسازي 1/5 ، اعمال شد. سپس آزمونهاي مكانيكي شامل سختيسنجي و كشش بر روي نمونههاي cm ضخامت حدود پيرسازي شده صورت پذيرفت. نتايج آزمايشها نشان داد در مقايسه با روش كوئنچ سهجهته، پيرسازي به كمك كوئنچ جهتدار، كمك شاياني در زمينه كاهش زمان رسيدن نمونههاي پيرسازي به حداكثر سختي و استحكام ميكند. در ادامه، نتايج بدست آمده از اين تحقيق، با تحقيق ديگري در زمينه اعمال چرخههاي ترمومكانيكي بر روي آلياژ 2024 ، مقايسه شدند. نتايج حاصل از اين مقايسه نشان داد كه با استفاده از عمليات حرارتي كوئنچ جهتدار در مقايسه با عمليات حرارتي ترمومكانيكال آلياژ 2024 ، ضمن حفظ سختي و استحكام، زمان رسيدن به حداكثر سختي و استحكام هم به ميزان % 49 كاهش يافته است، ضمن اينكه بر خلاف عمليات ترمومكانيكي، نه تنها از ميزان فرمپذيري آلياژ كاسته نشده، بلكه به علت حذف تنشهاي هيدرواستاتيك و جايگزيني آنها با بصورت يكنواخت θ و S تنشهاي ترموالاستيك با توزيع يكنواخت و بصورت سرتاسري، رسوبات استحكامدهنده در آلياژ پراكنده شدهاند كه باعث توزيع يكسان تغيير فرم ميشود كه اين هم به سهم خود، افزايش درصد تغيير طول را به دنبال دارد. به منظور تحقيق در زمينه اثر كوئنچ يكبعدي بر درصد تغيير فرم، از مقطع نمونههاي كشش، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي تهيه، و به تجزيه و تحليل آنها پرداخته شد. در اين تحقيق، همچنين به منظور بررسي صحت شرايط كوئنچ اعمال شده و بررسي توزيع دما و تنشهاي ترموالاستيك ايجاد شده در حين كوئنچ جهتدار و مقايسه آنها با كوئنچ معمولي، نرم افزار شبيهسازي مورد استفاده قرار گرفت. نتايج حاصل از شبيهسازي نشان داد كه استفاده از روش كوئنچ جهتدار، Abaqus 7/6 توزيع تنشهاي ترموالاستيك را در قطعه تغيير ميدهد. .􀔨 با دماي پيرسازي (T در اين پژوهش، دو چرخه عمليات حرارتي، شامل پيرسازي با كوئنچ سهبعدي ( 6 190 ، بر روي نمونههاي آلومينيمي 2024 ، با 􀔨 پيرسازي با كوئنچ يكبعدي (جهتدار) با دماي پيرسازي 1/5 ، اعمال شد. سپس آزمونهاي مكانيكي شامل سختيسنجي و كشش بر روي نمونههاي cm ضخامت حدود پيرسازي شده صورت پذيرفت. نتايج آزمايشها نشان داد در مقايسه با روش كوئنچ سهجهته، پيرسازي به كمك كوئنچ جهتدار، كمك شاياني در زمينه كاهش زمان رسيدن نمونههاي پيرسازي به حداكثر سختي و استحكام ميكند. در ادامه، نتايج بدست آمده از اين تحقيق، با تحقيق ديگري در زمينه اعمال چرخههاي ترمومكانيكي بر روي آلياژ 2024 ، مقايسه شدند. نتايج حاصل از اين مقايسه نشان داد كه با استفاده از عمليات حرارتي كوئنچ جهتدار در مقايسه با عمليات حرارتي ترمومكانيكال آلياژ 2024 ، ضمن حفظ سختي و استحكام، زمان رسيدن به حداكثر سختي و استحكام هم به ميزان % 49 كاهش يافته است، ضمن اينكه بر خلاف عمليات ترمومكانيكي، نه تنها از ميزان فرمپذيري آلياژ كاسته نشده، بلكه به علت حذف تنشهاي هيدرواستاتيك و جايگزيني آنها با بصورت يكنواخت θ و S تنشهاي ترموالاستيك با توزيع يكنواخت و بصورت سرتاسري، رسوبات استحكامدهنده در آلياژ پراكنده شدهاند كه باعث توزيع يكسان تغيير فرم ميشود كه اين هم به سهم خود، افزايش درصد تغيير طول را به دنبال دارد. به منظور تحقيق در زمينه اثر كوئنچ يكبعدي بر درصد تغيير فرم، از مقطع نمونههاي كشش، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي تهيه، و به تجزيه و تحليل آنها پرداخته شد. در اين تحقيق، همچنين به منظور بررسي صحت شرايط كوئنچ اعمال شده و بررسي توزيع دما و تنشهاي ترموالاستيك ايجاد شده در حين كوئنچ جهتدار و مقايسه آنها با كوئنچ معمولي، نرم افزار شبيهسازي مورد استفاده قرار گرفت. نتايج حاصل از شبيهسازي نشان داد كه استفاده از روش كوئنچ جهتدار، Abaqus 7/6 توزيع تنشهاي ترموالاستيك را در قطعه تغيير ميدهد.. واژههاي كليدي:كوئنچ جهتدار، تنشهاي ترموالاستيك، خواص كششي آلياژ 2024 .