Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Ahmad Rezaian
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) احمد رضائیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Heydari
حامد حیدری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Development of Nanostructured/Ultra-Fine Grained 5083 Aluminum Alloy Produced by Cryogenic Rolling Process and Evaluation of its properties
: In the present study, 5083 Aluminum alloy was subjected to cryogenic rolling process. The main objective was optimization of structure and mechanical properties of a 5083Al alloy. For this purpose, parameters such as strain and temperature of final annealing treatment were evaluated. After solid solution treatment at 510 degC for 2 hrs, the specimens were subjected to rolling up to 35, 60 and 85% reduction at cryogenic temperature. Then, for improving the strength and ductility, they were subjected to annealing treatment to determine the optimal temperature and time. Microstructural studies were investigated by using Scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy. Vickers hardness and tensile testing were performed at room temperature to evaluate the mechanical properties. Dislocation density was also calculated by XRD tests. It was found that solution treatment, rolling up to 85% reduction and final annealing at 180 degC for 1 hrs are the optimized parameters. By applying these parameters, the hardness of 121 Hv, ultimate tensile strength of 460 MPa and ductility of 10% tensile elongation was achieved. Results showed that the low temperature in cryogenic rolling prevented the dynamic recovery during deformation. Therefore a high density of dislocation will remain which can act as a potential recrystallization sites for Al 3 Mg 2 phase precipitates in final annealing step. By this process, a good combination of strength and ductility was achieved in 5083 Aluminum alloy. Keywords: cryorolling; 5083 Aluminum Alloy; ultrafine grain; nanostructure; mechanical properties
در این پژوهش، از فرایند نورد تبریدی با هدف بهبود ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ 5083 با ارزیابی پارامترهایی چون میزان کاهش ضخامت و دمای آنیل نهایی استفاده شده است. به این منظور ورق آلومینیوم 5083 با ضخامتmm 12 به مدت 2 ساعت تحت فرایند آنیل انحلالی در دمای C ? 510 قرار گرفته ‌است و سپس فرایند نورد در دمای تبریدی (دمایC ? 196-) به میزان 35، 60 و 85 درصد کاهش در سطح مقطع انجام شده است. در ادامه با آنیل نمونه‌های نورد شده در محدوده دمایی 120 الی C ? 330 به مدت 1 ساعت سعی شده تا با یافتن دمای بهینه حاصل‌ضرب مناسبی از استحکام و انعطاف‌پذیری حاصل شود. در این راستا از آزمون گرماسنجی افتراقی جهت تعیین محدوده دمایی آنیل پس از نورد تبریدی، از آزمون‌های کشش و سختی جهت ارزیابی خواص مکانیکی، از میکروسکوپ نوری و روبشی جهت بررسی‌های ریزساختاری و بررسی سطوح شکست، از آنالیز پراش پرتو ایکس و آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جهت تعیین چگالی نابجایی‌ها و بررسی رسوبات استفاده شده است. به کمک این ارزیابی‌ها، دما و زمان آنیل انحلالی برابر 510 درجه سانتیگراد و 2 ساعت، میزان کاهش در ضخامت برابر 85 درصد و دما و زمان آنیل نهایی برابر 180 درجه سانتیگراد و 1 ساعت به عنوان پارامترهای بهینه تعیین شدند. تحت این پارامترهای بهینه، استحکام کششی حدود 460 مگاپاسکال(حدود 30% افزایش نسبت به آلیاژ 5083 اولیه)، درصد افزایش طول حدود 10 درصد (حدود 41 درصد کاهش نسبت به آلیاژ 5083 اولیه) و سختی نیز حدود 121 ویکرز (حدود 34 درصد افزایش نسبت به آلیاژ 5083 اولیه) حاصل شد. نتایج حاصل از آزمون پراش اشعه ایکس نشان داد که چگالی نابجایی‌ها پس از نورد تبریدی در اثر جلوگیری از وقوع بازیابی دینامیکی افزایش یافته است که در مرحله‌ی آنیل نهایی منجر به جوانه‌زنی و تشکیل رسوبات ریز Al 3 Mg 2 در زمینه‌ای با ساختار ریز دانه شده است که از افت سختی و استحکام در حین رخداد پدیده‌های نرم‌شوندگی جلوگیری می‌نماید. بنابراین به کارگیری فرایند نورد تبریدی روی آلیاژ 5083 با ایجاد زمینه‌ای با ساختار ریزدانه و تشکیل رسوبات در این زمینه تلفیق مناسبی از استحکام و انعطاف پذیری را حاصل نموده است. کلمات کلیدی نورد تبریدی، فوق ریزدانه و نانوساختار،ساختار دوگانه،آلیاژ آلومینیوم 5083، خواص مکانیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی