Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Ahmad Rezaian
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) احمد رضائیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hesam Safari
حسام صفری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Development of ultrafine/nano-grained 7075 aluminum alloy structure via cryorolling process and evaluation of its properties
Metals can be strengthened by several methods at the expense of limited elongation. A simultaneous enhancement of strength and elongation is still a great challenge. In the present study, a precipitation hardenable Al 7075 alloy was subjected to rolling at liquid nitrogen temperature. The process parameters were optimized using Taguchi’s experimental design method. Orthogonal arrays of Taguchi, the signal-to-noise ratio and the analysis of variance were employed to find the optimal process parameter levels and to analyze the effect of these parameters on the mechanical properties. Confirmation test with the optimal levels of cryorolling parameters was carried out in order to evaluate the Taguchi optimization method . It was found that solution-treated at 480 degC for 5.5 hrs before the rolling, %80 rolling and 30 hrs holding time at 100 degC after the rolling led in the optimized properties. Ultimate strength was increased to 692 MPa (almost 100 Mpa more than that of the as received 7075 aluminum alloy) by applying the optimal parameters while %10 elongation was achieved. TEM studies of the cryorolled and aged samples showed finer and closely spaced strengthening precipitates with the average size of 9 to 14 nm on an ultra-fined grained (UFG) (100 to 600 nm) matrix. Wear behavior of the processed aluminum was examined using dry sliding wear test under a load of 10 N. The results demonstrated that the ultra-fine grained aluminum produced by the optimal parameters resulted in improved wear resistance. The fine grained structure as well as the nano-sized precipitates was found to be the reason of such suitable wear resistance. Keywords: Al 7075 alloy, cryorolling, UFG aluminum
آلومینیوم 7075 به دلیل داشتن خواص ویژه ایی همچون چگالی کم، استحکام مناسب، مقاومت به خوردگی و شکل‌پذیری مطلوب و همچنین کاربرد های هوایی و خودروسازی، همواره مورد توجه محققین و صنعتگران بوده‌است. اما با توجه به کاربرد های حساس موجود در این صنایع، نیاز به استحکام بالا تر ورفتار سایشی مناسب تر در کنار انعطاف پذیری مطلوب نمایان است. در این پژوهش نورد تبریدی آلیاژ آلومینیوم 7075 ( نورد در دمای نیتروژن مایع) با هدف بهبود ساختار و خواص مکانیکی انجام پذیرفته است. در این راستا پارامتر های مدت زمان آنیل انحلالی قبل از نورد، میزان کاهش در سطح مقطع، دما و مدت زمان پیرسازی پس از نورد با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی با آرایه های متعامد L16 مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمون های کشش و سختی سنجی به منظور بررسی خواص مکانیکی، بررسی های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراش پرتو ایکس با هدف بررسی رسوبات و تعیین دانسیته نابجایی ها، آزمون سایش و بررسی مکانیزم های آن و مطالعه سطوح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام پذیرفته است. مدت زمان 5/5 ساعت برای آنیل انحلالی، کاهش در سطح مقطع 80 درصد و دمای 100 درجه سانتی گراد و زمان 30 ساعت برای فرایند پیرسازی به عنوان پارامتر های بهینه توسط طراحی آزمایش تعیین شده است. با اعمال پارامتر های بهینه استحکام کششی ??? تا ??? مگاپاسکال ( حدود 100 مگاپاسکال افزایش نسبت به آلومینیوم 7075 اولیه) و درصد افزایش طول ?? درصد (کاهش حدود 2 درصد نسبت به آلومینیوم ???? اولیه) حاصل شده است. بررسی های ریزساختاری کاهش اندازه دانه در محدوده ??? تا 600 نانومتر را نشان داده است. وجود دانه های فوق ریزدانه در کنار دانه های درشت تر ناشی از مرحله پیرسازی پس از نورد و تشکیل رسوبات نانومتری با متوسط اندازه ? الی ?? نانومتر به دلیل دانسیته بالای نابجایی های ناشی از عدم بازیابی دینامیکی منجر به دستیابی به این چنین خواصی شده است. سطوح شکست نمونه نورد شده با پارامتر های بهینه وجود دیمپل های بسیار ریز با نحوه شکست غالبا نرم را در نمونه های آلومینیوم نورد تبریدی – پیرسازی شده نشان داده است. بررسی های سطوح سایش وقوع مکانیزم خراشان را تایید کرده اند. خواص سایشی نمونه نورد تبریدی- پیرسازی شده نسبت به آلومینیوم 7075 اولیه به دلیل ریز شدن ساختار و تشکیل رسوبات ریز با دانسیته بالا بهبود یافته است. کلمات کلیدی آلومینیوم ????، نورد تبریدی، پیرسازی، ساختار فوق ریزدانه/نانو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی