اثر تغيير شكل پلاستيك شديد به روش ECAP بر توسعه ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم-منيزيم 5052

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق تأثير تغيير شكل پلاستيك شديد به روش پرس در كانال‌هاي زاويه دار همسان (ECAP) بر تغييرات ريزساختاري آلياژ آلومينيوم 5052، بافت كريستالوگرافي، خواص كششي و سختي آن مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور فرايند ECAP در دو مسير A و C به تعداد 2، 4 و 6 پاس در دماي محيط بر آلياژ آلومينيوم 5052 اعمال شد. آناليز EBSD به منظور بررسي تغييرات ريزساختاري و توسعه‌ي بافت كريستالوگرافي در نمونه‌هاي ECAP شده انجام شد. تصاوير EBSD نشان داد كه پس از 2 پاس ECAP اندازه دانه‌ها به شدت كاهش يافته است. با افزايش پاس‌ها در فرايند ECAP تا 6 پاس روند كاهشي اندازه دانه ادامه داشته است. اندازه‌ي سلول‌هاي تشكيل شده در داخل دانه‌ها نيز با ادامه‌ي فرايند ECAP كاهش يافته است. پس از 6 پاس ECAP در مسير A و C اندازه دانه از 180 ميكرومتر در نمونه‌ي آنيل شده به ترتيب به 471 نانومتر و 371 نانومتر رسيد. بررسي تصاوير قطبي حاصل از EBSD نشان داد كه پس از 2 پاس ECAP بافت مشخصي ايجاد نمي‌شود، ولي با ادامه‌ي فرايند ECAP تا 6 پاس شدت مؤلفه‌هاي B_θ و B ̅_θ از فيبر {hkl}<110> افزايش يافته؛ به طوري كه بافت غالب در نمونه‌هاي 6 پاس مؤلفه‌هاي B_θ و B ̅_θ بودند. آزمايش پراش اشعه‌ي ايكس (XRD) با هدف بررسي فازهاي موجود در ريزساختار و همچنين تغييرات چگالي نابجايي‌ها انجام شد. الگوهاي پراش اشعه‌ي ايكس فقط شامل پيك‌هاي مربوط به آلومينيوم خالص بود، كه اين امر نشان‌دهنده‌ي تك فاز بودن آلياژ است. همچنين چگالي نابجايي‌ها با به‌كارگيري روش ويليامسون-هال و با استفاده از الگوهاي پراش اشعه‌ي ايكس محاسبه شد. محاسبات انجام شده براي تعيين چگالي نابجايي‌ها نشان داد كه بيشترين چگالي نابجايي‌ها در هر دو مسير پس از 4 پاس ECAP حاصل مي‌شود و با ادامه‌ي فرايند تا 6 پاس، به دليل بازيابي ديناميكي در حين تغيير شكل چگالي نابجايي‌ها كاهش مي‌يابد. به منظور بررسي رفتار سيلان ماده آزمايش‌هاي كشش و سختي انجام شد. نتايج آزمايش سختي نشان داد كه پس از 2 پاس ECAP سختي به شدت افزايش مي‌يابد ولي با ادامه‌ي فرايند تا 4 پاس سختي با شدت كمتري افزايش مي‌يابد. با افزايش تعداد پاس‌ها تا 6 پاس در مسير A سختي تقريباً ثابت ماند، در حالي كه در مسير C سختي كاهش يافت. برخي از خواص كششي با استفاده از نمودارهاي تنش-كرنش مورد بررسي قرار گرفت. پس از 2 و 4 پاس ECAP در مسير A استحكام تسليم نسبت به قبل از تغيير شكل به ترتيب به مقدار 158% و 229% و در مسير C به ترتيب به مقدار 188% و 202% افزايش يافت. با ادامه‌ي فرايند تا 6 پاس در مسير A استحكام تسليم ثابت ماند و در مسير C كاهش يافت.

189785

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حميدرضا جعفريان

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر حسين عربي - دكتر عليرضا ايواني