عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر عوامل جوانه زا و عملیات حرارتی بر ریز ساختار خواص کششی و رفتار سایشی آلیاژ فوق استحکام بالا آلومینیم سری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 882;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48670
- تاریخ دفاع
- ۰۴ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- محمد علیپور
- استاد راهنما
- مسعود امامی, جعفر راثی زاده غنی
- چکیده
- در این پژوهش، پس از ساخت آلیاژ AL-12Zn-3Mg-2.5Cu، عناصر جوانه زای Al-5Ti-1B و Al-8B به آلیاژ پایه در درصدهای مختلف وزنی افزوده شد و سپس درصد بهینه عناصر جوانه زا بدست آمد. در ادامه ساختار غیر دندریتی آلیاژ به روش ترمومکانیکی SIMA محقق شد. در این روش تاثیر پارامترهای موثری نظیر ریزساختار اولیه آلیاژ اعم از حالت ریختگی، ریزدانه شده، درصد کار مکانیکی اولیه، دما وزمان نگهداری در حالت نیمه جامد بر اندازه، شکل و میزان کرویت دانه های جامد و ایجاد ریزساختار نهایی گلبولی، بررسی شد. ساختار نمونه های حاوی تیتانیم و همچنین نمونه های حاوی بور دارای دانه های ریزتری نسبت به نمونه های بدون جوانه زا هستند. نتایج حاصل از بررسی متغییرهای فرایند SIMA نشان داد که هر چه درصد کارمکانیکی اولیه بیشتر باشد دانه های جامد نهایی ریزتر و کروی تر خواهند بود. همچنین دانه ها با گذشت زمان در مناسب ترین دمای نیمه جامد مذکور بر اساس مکانیزم کلاسیک رشد، درشت تر و گردتر می گردند. نتایج حاصل همچنین نشان داد که با 40 درصد تغییر فرم در دمای 300 درجه سانتیگراد و سپس 20 دقیقه عملیات گرمادهی در دمای 575 درجه سانتیگراد، ریزساختار دندریتی اولیه این آلیاژ می تواند کاملا غیر دندریتی و کروی گردد. نتایج بدست آمده از بررسی خواص کششی آلیاژ، نشان دهنده بهبود استحکام و درصد ازدیاد طول نسبی برای آلیاژهای کروی شده با فرایند SIMA می باشد که اثر تیتانیم روی بهبود رفتار مکانیکی بیشتر از بور بود. نتایج حاصل از آزمایش های سایش نشان داد که فرایند SIMA هیچگونه تاثیری بر روی تغییر مقاومت به سایش آلیاژ ندارد.
- Abstract
- In this study the effect of heat treatment and Al-8B and Al–5Ti–1B grain refiner on the microstructure, tensile and wear properties of Al–12Zn–3Mg–2.5Cu aluminum alloy was investigated. The optimum amount for B and Ti containing grain refiners was selected as 3.75 wt.% and 2 wt.%, respectively. In the previous research which has been made on the effects of the different amounts of Al-5Ti-1B master alloy in thin section casting (? 6 mm) of similar alloy, the optimum mount of Al-5Ti-1B was found to be 1 wt.% The results also showed that Ti containing grain refiner is more effective in reducing average grain size of the alloy. The alloy was produced by modified strain-induced melt activation (SIMA) process. Reheating condition to obtain a fine globular microstructure was optimized. The specimens subjected to deformation ratio of 20%, 30% and 40% (at 300 °C) and various heat treatment times (5-40 min) and temperature (500-620 °C) regimes were characterized in this study. T6 heat treatment was applied for all specimens before testing. Significant improvements in mechanical properties were obtained with the addition of grain refiner combined with T6 heat treatment. After heat treatment, the average tensile strength of 479 MPa increased to 578 and 537 MPa for samples refined with 2 wt.% Al–5Ti–1B and 3.75 wt.% Al-8B. The fractography of the fractured faces and microstructure evolution was characterized by scanning electron microscopy and optical microscopy. The results showed that for the desired microstructures of the alloy during SIMA process, the optimum temperature and time are 575 °C and 20 min respectively. The dry sliding wear test results of the alloy also revealed that T6 heat treatment is more effective in dry sliding wear enhancement of all specimens in comparison with SIMA processing. Dry sliding wear performance of the alloy was examined in normal atmospheric conditions. The experimental results showed that the T6 heat treatment considerably improved the resistance of Al–12Zn–3Mg–2.5Cu aluminum alloy to dry sliding wear.
