Skip to main content
SUPERVISOR
Gholamreza Aryanpour,Mahmood Meratian isfahani,Masoud Panepour
غلامرضا آريانپور (استاد راهنما) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما) مسعود پنجه پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadhossein Khaleghifar
محمدحسين خالقي فر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Aluminum and its alloys are the most consumable non-ferrous metals. The 5086 aluminum alloy enjoys a vast variety of properties including low price, high strength to weight ratio, high fatigue strength; excellent corrosion resistance against salt water, good ductility and good weldability while non-heat treatable. The severe plastic deformation (SPD) processes are basically applied for the large strain to solid bulk materials without significant changes in specimen’s overall dimensions. Among different SPD techniques, Equal Channel Angular Pressing has attracted most attentions, because of manufacturing commercial capability, and industrial facilities. In this research, ECAP process up to 10 passes was carried out on a rolled 5086 Al-Mg alloy with different routes of A and Bc in the ECAP die with ? = 120 o at 150 o C. Tensile and hardness tests were performed. In order to clarify the failure mode, fracture surfaces of tensile test were observed by Scanning Electron Microscopy (SEM). Moreover, X-ray diffraction (XRD) system was utilized to investigate the texture variations using for calculating the texture parameters and comparing the X-ray diffraction patterns of samples. The microstructures were evaluated with SEM equipped by EBSD system. The results showed that the hardness was increased significantly in initial passes. Also, with increasing the number of passes, increasing rate of hardness decreased. The same trend was observed in tensile strengths. It was observed that at first stages of ECAP process, Sample’s Elongations strongly decreased from 34.7 to 22.4 percent and in next passes, the rate was decreased. Fractographic observations showed that the number of dimples were increased with increasing the number of passes. Texture study of samples showed that (220) planes were as predominant texture by ECAP process. It was believed that according to the results, the ECAPed samples for 4 passes with route Bc, hardness of 111 HV, 337 MPa tensile strength and elongation of 21% had the most favorable mechanical properties and microstructures. Keywords: 5086 Al-Mg, Sever Plastic Deformation, ECAP, Hardness, Tensile Strength, Fractography, Texture, Microstructure
چکيده آلومينيم و آلياژهاي آن پس از فولاد پرمصرف ترين آلياژهاي فلزي هستند. آلياژ آلومينيم 5086 داراي ويژگي‌هايي از جمله عدم قابليت عمليات حرارتي سختي رسوبي، قيمت پايين، استحکام به وزن نسبتا بالا، مقاومت به خستگي بالا، مقاومت به خوردگي عالي در برابر آب شور، شکل پذيري خوب و جوش پذيري مناسب مي باشد. مهمترين ويژگي فرايندهاي تغيير شکل شديد پلاستيکي، اعمال کرنش بسيار زياد به قطعه بدون ايجاد تغيير در سطح مقطع آن مي باشد. در ميان اين فرايندها روش اکستروژن در کانال‌هاي هم‌مقطع زاويه‌دار به دليل قابليت توليد قطعه و امکان توليد تجاري و صنعتي بيشتر از ساير روش ها مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، فرايند ECAP بر روي آلياژ آلومينيم 5086 تا 10 عبور در دماي 150 درجه سانتي‌گراد در دو مسير چرخش A و Bc و در قالب با زاويه 120 درجه انجام شد. به منظور ارزيابي خواص مکانيکي نمونه‌هاي اين آلياژ از آزمون‌هاي کشش تک محوري و سختي سنجي استفاده شد. سطح شکست نمونه‌هاي کشش توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. بافت نمونه‌ها به کمک دستگاه پراش پرتو ايکس (XRD) و مقايسه نتايج الگوي پراش نمونه‌ها و محاسبه پارامتر بافت ارزيابي شد. ريزساختار نمونه‌ها با تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي مجهز به سيستم EBSD ارزيابي شد. نتايج حاکي از آن بود که سختي نمونه‌ها در عبورهاي اوليه از فرايند در هر دو مسير با افزايش قابل توجهي (از 62 ويکرز به 107 ويکرز با 2 مرتبه عبور از مسير Bc) روبه‌رو بودند و در ادامه با افزايش تعداد عبور، نرخ افزايش سختي کم شد و در مقطعي نيز در مسير A سختي کاهش يافت. استحکام کششي نمونه‌ها (از MPa 267 به MPa 316 با 2 مرتبه عبور از مسير Bc) نيز روندي مشابه سختي داشت، گرچه نوسانات آن در عبورهاي بالاتر بيشتر بود. درصد ازدياد طول نمونه‌ها با عبور اول از فرايند با کاهش چشمگيري روبه‌رو شد به طوريکه از 7/34 درصد به 4/22 درصد رسيد و در ادامه نرخ کاهش درصد ازدياد طول کم شد. تصاوير سطح شکست نمونه‌هاي کشش نشان دهنده افزايش تعداد حفره‌ها و در نتيجه ريز شدن آن‌ها متناسب با افزايش تعداد عبور است. مطالعات بافت در نمونه‌ها نشان داد که صفحات (220) بافت غالب نمونه‌هاي ECAP شده را تشکيل داده‌اند، گرچه بافت غالب نمونه اوليه صفحات (111) و (311) بوده است. تصاوير ريزساختار بيانگر اين بود که اندازه دانه از حدود 20 ميکرون در نمونه اوليه به کمتر از يک ميکرون در نمونه 6 مرتبه عبور داده شده از قالب در مسير Bc رسيده است. ريز شدن دانه‌ها با تئوري تفکيک دانه‌ها و شکل‌گيري مرزهاي با زاويه زياد و همچنين پديده بازيابي و تبلور مجدد ديناميکي قابل توجيه مي‌باشد. به نظر مي‌رسد با توجه به نتايج، نمونه 4 مرتبه عبور داده شده از قالب در مسير Bc با سختي 111 ويکرز و استحکام کششي 337 مگاپاسکال و درصد ازدياد طول 21 درصد بهترين نتايج خواص مکانيکي و ريزساختار را دارد. در اين نمونه با توجه به افزايش سختي و استحکام، درصد ازدياد طول در حد مناسبي است که منطبق با هدف اصلي اين پروژه يعني افزايش استحکام آلياژ با جلوگيري از کاهش زياد انعطاف‌پذيري نسبت به روش‌هاي ديگر شکل‌دهي مي‌باشد. کلمات کليدي آلياژ آلومينيم 5086، تغيير شکل پلاستيکي شديد، اکستروژن در کانال هاي هم مقطع زاويه دار(ECAE/P)، سختي، استحکام کششي، شکست نگاري، بافت، ريزساختار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی