Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Ahmad Rezaian
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) احمد رضائیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed mojtaba Ansarolhosauni
سیدمجتبی انصارالحسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Development of Nanocrystal structure6063 Aluminum alloy prodused by cryorollings process
Aluminum 6063 due to special properties such as low density, high corrosion resistance, good weldability and cost less than the 2000 and 7000 series have been widely employed in many fields. In this study, rolling at liquid nitrogen temperature process are used to improve the structure and mechanical properties of these alloys. In this regard, the parameters of the reduction in the thickness and aging temperature was considered. For evaluation of properties of this alloy, Tensile and hardness tests, optical and scanning electron microscope with an energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) system were carried out. As well as the study of fracture surfaces by scanning electron microscope done and to determine the density of dislocations were done by X-ray diffraction. It was found that solution-treated at 520 degC duration 2 hours before the rolling, 85% rolling and 1.5 hours holding time at 130 degC after the rolling led to optimized properties. Ultimate strength was increased to about 350 MPa (almost 45 percent more than that of the as received 6063 aluminum alloy) by applying the optimal parameters while 9% elongation was achieved. Competition between recrystallization process and precipitation during aging process was observed and analyzed. Studies showed that in the sample of 85% cryorolled, the discontinuous static recrystallization process expanded faster than precipitation. While for samples of 35% and 65% rolling this behavior is not observed. The results of X-ray diffraction showed that the density of dislocation due to the lack of dynamic recovery increased after cryorolling process. After the aging process, Mg 2 Si fine precipitates that have been formed have a significant role on improving strength. Also during the aging, discontinuous static recrystallization process with bulging mechanism, resulting in modified grains and are likely to be formed ultrafine/Nano grained. By this process the good combination of strength and ductility is achieved. Keywords Cryorolling, Al 6063, UFG aluminum
آلومینیوم 6063 به علت دارا بودن خواص ویژه ای همچون چگالی کم، مقاومت به خوردگی بالا، جوش پذیری مناسب و هزینه ی کمتر نسبت به سری های 2000 و 7000 مورد استفاده ی گسترده ای قرار گرفته است. در این پژوهش از فرایند نورد تبریدی با هدف بهبود ساختار و خواص مکانیکی این آلیاژ استفاده شده است. در این راستا پارامترهای میزان کاهش در ضخامت و دمای مرحله آنیل نهایی مدنظر قرار گرفته شد. آزمون های کشش و سختی سنجی جهت ارزیابی خواص مکانیکی، بررسی ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و روبشی، آنالیز پراش پرتو ایکس و آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جهت تعیین دانسیته ی نابجایی ها و بررسی رسوبات، همچنین مطالعه سطوح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام پذیرفته است. مدت زمان 2 ساعت و همچنین دمای 520 درجه سانتی گراد برای آنیل انحلالی، 85 درصد میزان کاهش در ضخامت و آنیل نهایی با دما و زمان 130 درجه سانتی گراد و 5/1ساعت به عنوان پارامترهای بهینه ی آزمایش تعیین شده است. با اعمال پارامترهای بهینه، استحکام کششی حدود 350 مگاپاسکال (حدود 45 درصد افزایش نسبت به آلومینیوم 6063 اولیه)، درصد افزایش طول 9 درصد (کاهش حدود 25 درصد نسبت به آلومینیوم 6063 اولیه) و سختی حدود 103 ویکرز (حدود 42 درصد افزایش نسبت به آلومینیوم 6063 اولیه) حاصل شده است. رقابت بین انجام فرایند تبلور مجدد و تشکیل رسوبات در حین فرایند پیر سازی مشاهده و مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. مطالعات نشان داد که در نمونه نورد تبریدی شده به میزان 85 درصد، فرایند تبلور مجدد استاتیکی نا پیوسته سریع تر از تشکیل رسوبات شروع و گسترش یافته است. در حالی که در نمونه های نورد تبریدی شده به میزان 35 درصد و 60 درصد چنین رفتاری مشاهده نشد. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نشان داد که دانسیته نابجایی ها پس از انجام فرایند نورد تبریدی به دلیل عدم وقوع بازیابی دینامیکی افزایش یافته است. بعد از انجام آنیل نهایی رسوبات از نوع Mg 2 Siتشکیل شده اند که این رسوبات ریز در بهبودی استحکام تاثیر به سزایی دارند. همچنین در طی مرحله پیرسازی پدیده تبلورمجدد استاتیکی ناپیوسته با مکانیزم بادکردگی، منجر به اصلاح دانه ها و احتمالا تشکیل ساختار فوق ریزدانه/ نانو شده است. بنابراین با انجام فرایند نورد تبریدی روی آلیاژ فوق، ترکیب مناسبی از استحکام و انعطاف پذیری را حاصل شده است. کلمات کلیدی نورد تبریدی، فوق ریزدانه و نانوساختار، آلومینیوم 6063، پیرسازی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی