Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Ahmad Rezaian
فتح اله کريم زاده (استاد راهنما) احمد رضائيان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hesam Safari
حسام صفري

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
آلومينيوم 7075 به دليل داشتن خواص ويژه ايي همچون چگالي کم، استحکام مناسب، مقاومت به خوردگي و شکل‌پذيري مطلوب و همچنين کاربرد هاي هوايي و خودروسازي، همواره مورد توجه محققين و صنعتگران بوده‌است. اما با توجه به کاربرد هاي حساس موجود در اين صنايع، نياز به استحکام بالا تر ورفتار سايشي مناسب تر در کنار انعطاف پذيري مطلوب نمايان است. در اين پژوهش نورد تبريدي آلياژ آلومينيوم 7075 ( نورد در دماي نيتروژن مايع) با هدف بهبود ساختار و خواص مکانيکي انجام پذيرفته است. در اين راستا پارامتر هاي مدت زمان آنيل انحلالي قبل از نورد، ميزان کاهش در سطح مقطع، دما و مدت زمان پيرسازي پس از نورد با استفاده از طراحي آزمايش به روش تاگوچي با آرايه هاي متعامد L16 مورد ارزيابي قرار گرفته است. آزمون هاي کشش و سختي سنجي به منظور بررسي خواص مکانيکي، بررسي هاي ريزساختاري به کمک ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني عبوري، پراش پرتو ايکس با هدف بررسي رسوبات و تعيين دانسيته نابجايي ها، آزمون سايش و بررسي مکانيزم هاي آن و مطالعه سطوح شکست توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي انجام پذيرفته است. مدت زمان 5/5 ساعت براي آنيل انحلالي، کاهش در سطح مقطع 80 درصد و دماي 100 درجه سانتي گراد و زمان 30 ساعت براي فرايند پيرسازي به عنوان پارامتر هاي بهينه توسط طراحي آزمايش تعيين شده است. با اعمال پارامتر هاي بهينه استحکام کششي ??? تا ??? مگاپاسکال ( حدود 100 مگاپاسکال افزايش نسبت به آلومينيوم 7075 اوليه) و درصد افزايش طول ?? درصد (کاهش حدود 2 درصد نسبت به آلومينيوم ???? اوليه) حاصل شده است. بررسي هاي ريزساختاري کاهش اندازه دانه در محدوده ??? تا 600 نانومتر را نشان داده است. وجود دانه هاي فوق ريزدانه در کنار دانه هاي درشت تر ناشي از مرحله پيرسازي پس از نورد و تشکيل رسوبات نانومتري با متوسط اندازه ? الي ?? نانومتر به دليل دانسيته بالاي نابجايي هاي ناشي از عدم بازيابي ديناميکي منجر به دستيابي به اين چنين خواصي شده است. سطوح شکست نمونه نورد شده با پارامتر هاي بهينه وجود ديمپل هاي بسيار ريز با نحوه شکست غالبا نرم را در نمونه هاي آلومينيوم نورد تبريدي – پيرسازي شده نشان داده است. بررسي هاي سطوح سايش وقوع مکانيزم خراشان را تاييد کرده اند. خواص سايشي نمونه نورد تبريدي- پيرسازي شده نسبت به آلومينيوم 7075 اوليه به دليل ريز شدن ساختار و تشکيل رسوبات ريز با دانسيته بالا بهبود يافته است. کلمات کليدي آلومينيوم ????، نورد تبريدي، پيرسازي، ساختار فوق ريزدانه/نانو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی