Skip to main content
SUPERVISOR
Gholamreza Aryanpour,Mahmood Meratian isfahani,Masoud Panepour
غلامرضا آریانپور (استاد راهنما) محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما) مسعود پنجه پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadhossein Khaleghifar
محمدحسین خالقی 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
آلومینیم و آلیاژهای آن پس از فولاد پرمصرف ترین آلیاژهای فلزی هستند. آلیاژ آلومینیم 5086 دارای ویژگی‌هایی از جمله عدم قابلیت عملیات حرارتی سختی رسوبی، قیمت پایین، استحکام به وزن نسبتا بالا، مقاومت به خستگی بالا، مقاومت به خوردگی عالی در برابر آب شور، شکل پذیری خوب و جوش پذیری مناسب می باشد. مهمترین ویژگی فرایندهای تغییر شکل شدید پلاستیکی، اعمال کرنش بسیار زیاد به قطعه بدون ایجاد تغییر در سطح مقطع آن می باشد. در میان این فرایندها روش اکستروژن در کانال‌های هم‌مقطع زاویه‌دار به دلیل قابلیت تولید قطعه و امکان تولید تجاری و صنعتی بیشتر از سایر روش ها مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، فرایند ECAP بر روی آلیاژ آلومینیم 5086 تا 10 عبور در دمای 150 درجه سانتی‌گراد در دو مسیر چرخش A و Bc و در قالب با زاویه 120 درجه انجام شد. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی نمونه‌های این آلیاژ از آزمون‌های کشش تک محوری و سختی سنجی استفاده شد. سطح شکست نمونه‌های کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. بافت نمونه‌ها به کمک دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و مقایسه نتایج الگوی پراش نمونه‌ها و محاسبه پارامتر بافت ارزیابی شد. ریزساختار نمونه‌ها با تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم EBSD ارزیابی شد. نتایج حاکی از آن بود که سختی نمونه‌ها در عبورهای اولیه از فرایند در هر دو مسیر با افزایش قابل توجهی (از 62 ویکرز به 107 ویکرز با 2 مرتبه عبور از مسیر Bc) روبه‌رو بودند و در ادامه با افزایش تعداد عبور، نرخ افزایش سختی کم شد و در مقطعی نیز در مسیر A سختی کاهش یافت. استحکام کششی نمونه‌ها (از MPa 267 به MPa 316 با 2 مرتبه عبور از مسیر Bc) نیز روندی مشابه سختی داشت، گرچه نوسانات آن در عبورهای بالاتر بیشتر بود. درصد ازدیاد طول نمونه‌ها با عبور اول از فرایند با کاهش چشمگیری روبه‌رو شد به طوریکه از 7/34 درصد به 4/22 درصد رسید و در ادامه نرخ کاهش درصد ازدیاد طول کم شد. تصاویر سطح شکست نمونه‌های کشش نشان دهنده افزایش تعداد حفره‌ها و در نتیجه ریز شدن آن‌ها متناسب با افزایش تعداد عبور است. مطالعات بافت در نمونه‌ها نشان داد که صفحات (220) بافت غالب نمونه‌های ECAP شده را تشکیل داده‌اند، گرچه بافت غالب نمونه اولیه صفحات (111) و (311) بوده است. تصاویر ریزساختار بیانگر این بود که اندازه دانه از حدود 20 میکرون در نمونه اولیه به کمتر از یک میکرون در نمونه 6 مرتبه عبور داده شده از قالب در مسیر Bc رسیده است. ریز شدن دانه‌ها با تئوری تفکیک دانه‌ها و شکل‌گیری مرزهای با زاویه زیاد و همچنین پدیده بازیابی و تبلور مجدد دینامیکی قابل توجیه می‌باشد. به نظر می‌رسد با توجه به نتایج، نمونه 4 مرتبه عبور داده شده از قالب در مسیر Bc با سختی 111 ویکرز و استحکام کششی 337 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 21 درصد بهترین نتایج خواص مکانیکی و ریزساختار را دارد. در این نمونه با توجه به افزایش سختی و استحکام، درصد ازدیاد طول در حد مناسبی است که منطبق با هدف اصلی این پروژه یعنی افزایش استحکام آلیاژ با جلوگیری از کاهش زیاد انعطاف‌پذیری نسبت به روش‌های دیگر شکل‌دهی می‌باشد. کلمات کلیدی آلیاژ آلومینیم 5086، تغییر شکل پلاستیکی شدید، اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار(ECAE/P)، سختی، استحکام کششی، شکست نگاری، بافت، ریزساختار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی