عنوان پایان‌نامه
مطالعه اثر عملیات حرارتی و عناصر بهساز B,Ti,Sr بر ریز ساختار و خواص کششی آلیاژ پایه منیزیم AZ۶۳
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 964;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53932
- تاریخ دفاع
- ۰۹ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- علی بحری زاده
- استاد راهنما
- مسعود امامی, جعفر راثی زاده غنی
- چکیده
- در این پژوهش اثر عوامل بهساز استرانسیم، تیتانیم و بُر و هم¬چنین عملیات حرارتی، بر ریزساختار و خواص کششی آلیاژ AZ63 مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور بوسیله دو آمیژان Al-10Sr و Al-5Ti-1B، مقادیر 05/0، 1/0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی استرانسیم، 01/0، 03/0، 05/0 و 1/0 درصد وزنی تیتانیم، به طور جداگانه به آلیاژ پایه اضافه و نمونه¬هایی جهت بررسی¬های ریزساختاری و نیز خواص کششی ریخته گری شدند. علاوه بر نمونه¬های ریختگی، گروهی دیگر از همین آلیاژها، تحت عملیات حرارتی T6 قرار داده شد. بررسی¬های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی صورت گرفت و فازهای تشکیل شده در ریزساختار آلیاژ اولیه و مورفولوژی آن¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با استفاده از آنالیز تصویری، مقدار و اندازه فازهای مهم موجود و نیز تغییر مورفولوژی آنها با افزودن عنصر بهساز بررسی شد. نتایج بررسی¬های ریزساختاری نشان داد که مقدار بهینه عنصر بهساز جهت اصلاح ساختار آلیاژ AZ63 برای استرانسیم و تیتانیم ( بهمراه بُر) به ترتیب 1/0 و 05/0 (01/0% بُر) درصد وزنی بوده است. ضمناً نتایج بررسی ها نشان داد که استرانسیم مورفولوژی دانه¬های منیزیم را از حالت دندریتی درشت و نامنظم در آلیاژ اولیه به دانه¬های شبه¬کروی و بعضا دانه¬های ریز و مجزا تبدیل می¬کند. هم¬چنین اندازه دانه¬ها را از ?m 245 تا ?m 112 کاهش می دهد. تیتانیم و بُر مورفولوژی دانه¬ها را تغییر نداده ولی باعث ریزتر و ظریف¬تر شدن ساختار دندریتی آلیاژ اولیه می¬شوند. با اضافه شدن این آمیژان اندازه دانه¬ها به ?m 58 کاهش یافت. ساختار عملیات حرارتی شده نمونه¬های حاوی استرانسیم بسیار بستگی به مقدار استرانسیم اضافه شده داشت. با افزایش استرانسیم به آلیاژ پایه، با انجام عملیات محلول¬سازی رسوب های باقی¬مانده در زمینه افزایش می¬یابد. این مسئله در نمونه¬های حاوی تیتانیم و بر مستقل از مقدار این عناصر بوده و تمام رسوب های در زمینه بطور کامل حل می¬شوند. هم¬چنین با استفاده از نتایج آزمون کشش، نمودارهای تغییرات استحکام نهایی و درصد ازدیاد طول برای تمامی نمونه های آلیاژی با درصدهای مختلف عنصر بهساز رسم شد. نتایج بدست آمده نشان داد که ارتباط مستقیمی بین بهسازی ساختاری و افزایش خواص کششی وجود دارد. در نهایت، سطوح شکست نمونه¬های کشش بررسی شد و مکانیزم شکست آلیاژ مورد بحث قرار گرفت.
- Abstract
- In this study, the effect of Sr, Ti and B on the microstructure and tensile properties of magnesium alloy (AZ63) have been investigated. Thus, 0.05, 0.1, 0.3 and 0.5 wt.% of Sr, 0.01, 0.03, 0.05 and 0.1 wt.% of Ti (and B), were added into the melt, separately. Then, the specimens were cast and heat treated to study the microstructures and tensile properties of these composites. An optical microscope and scanning electron microscopy were used for microstructural investigation and the morphology of the phases in the microstructure was studied. Then, the size of the phases and changes in their morphology were investigated by image analysis. The microstructural results showed that the optimum amounts of modifier for Sr and Ti were 0.1 and 0.05 wt. %, respectively. Furthermore, Sr changes the morphology of primary Mg-? particle from six fords in primary alloy to pental like in modified condition. The size of these particles is reduced from 245 ?m in as-cast alloy to 112 ?m. Results showed that Ti-B can greatly influence the grain refinement of AZ63 alloy. Based on the results, grain size has been reduced from 245 ?m to 64 ?m by adding Al-Ti-B master alloy. Presence of TiB2 phase as preferential nucleation sites was found to be accountable for the observed refinement. Other observation of the current study was the formation of new Mg-Al-Zn-Mn-Fe phase. Furthermore, heat treating the samples modifies the ?-phase in structure. The results of tensile test showed the direct relationship between microstructural modification and increment of tensile properties. Finally, fracture surfaces of the samples with different amounts of modifiers were studied and their failure mechanism was investigated.
