عنوان پایان‌نامه
تاثیر عناصر آلیاژی روی ریز ساختار و خواص کششی ترکیب بین فلزی Ai Mg
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 972;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55527
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- امید فخرایی
- استاد راهنما
- مسعود امامی, حسن فرهنگی
- چکیده
- در این پژوهش، اثر عناصر آلیاژی تیتانیم، زیرکونیم، برلیم و بور بر روی ریزساختار و خواص کششی آلیاژهای Al-Mg حاوی ترکیب بین¬فلزی ?-Al3Mg2 در درصدهای مختلف منیزیم مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور از آلیاژهای آلومینیم با درصدهای وزنی 40، 30 و20 منیزیم استفاده شده است. افزودن عناصر آلیاژی Ti، Zr، B و Be به ترتیب به وسیله¬ی آمیژان¬های Al-5Ti-1B، Al-15Zr، Al-8B و Al-5Be به آلیاژهای Al-Mg صورت گرفته است. با افزایش درصد منیزیم، میزان فاز ترکیب بین¬فلزی ?-Al3Mg2 به عنوان فاز زمینه در ساختار افزایش می¬یابد. بررسی فازهای موجود در ریزساختار آلیاژهای Al-Mg توسط آنالیز XRD و بررسی¬های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی مجهز به EDX صورت گرفته است. افزودن Ti به آلیاژهای Al-Mg موجب کاهش اندازه دانه، ظریف شدن و حتی شکسته شدن دندریت¬های فاز Al(?) و توزیع مناسب این فاز در زمینه می¬شود. اما افزودن این عنصر در ساختار پیچیده¬ی ترکیب بین¬فلزی ?-Al3Mg2 تاثیر مستقیم نداشته است. افزودن Be به آلیاژ Al-30Mg موجب ظریف شدن فازهای غیر از زمینه (Al(?)) و همچنین به علت واکنش¬پذیری بالاتر Be با اکسیژن نسبت به منیزیم می¬تواند منجر به کاهش فیلم‌های اکسیدی MgOدر ریخته¬گری شود. افزودن B و Zr به آلیاژ Al-20Mg موجب شکسته شدن دندریت¬ها ، ظریف شدن آن¬ها و توزیع همگن فاز Al(?) در زمینه شده¬اند. در آلیاژهای آلومینیم با 30 و 40 درصد وزنی Mg به علت زیاد بودن ترکیب بین¬فلزی به عنوان فازی ترد، حتی با بهبود شکل پذیری ناشی از افزودن عناصر آلیاژی، شکل پذیری لازم جهت آزمون کشش فراهم نشد. اما در آلیاژهای Al-20Mg نتایج بدست آمده از آزمون کشش نشان داد که ارتباط مستقیمی بین کاهش اندازه دانه، ظریف شدن ریزساختار و افزایش خواص کششی وجود دارد. استحکام نهایی و تغییر ازدیاد طول آلیاژ Al-20Mg از از MPa 160 و 22/1% به ترتیب MPa 250 و 4/2% با افزودن Ti، MPa 235 و 75/1% با افزودن Zr و MPa 190 و 45/1% با افزودن B افزایش یافته است. سطوح شکست تمامی نمونه¬ها از آلیاژهای Al-Mg نیزمورد بررسی SEM قرار گرفته است..
- Abstract
- In this study, the effect of Ti, Zr, Be and B alloying elements on microstructure and tensile properties of Al-Mg alloys contain ?-Al3Mg2 intermetallic were investigated. Addition of Ti, Zr, B and Be in form of Al-5Ti-1B, Al-15Zr, Al-8B and Al-5Be to Al-Mg alloys has been done. In high value Mg amounts, percentage of ?-Al3Mg2 increases as a matrix phase in the microstructure. The optical microscope, scanning electron microscope equipped by EDX analyzer and X-ray diffraction analyses were used to investigate the microstructure and their phases. Although alloying elements such as Ti, Zr, B and Be have no direct effect on complex structure of intermetallic ?-Al3Mg2, Adding Ti, Zr and B to Al-Mg alloys leads to increase formation of dendritic solid solution Al(?) phase. They can also refine and fragment dendrites and create a homogenous distribution of ? phase in intermetallic matrix. Therefore, they can improve ductility and mechanical properties of these alloys. Adding Be to Al-30Mg alloy refines the Al(?) phase and may reduce oxide films of MgO during the casting because of higer reactivity than Mg. Al-40Mg and Al-30Mg alloys due to presence of high values of ? intermetallic brittle phase in the microstructure could not be used for tension test even with addition of alloying elements. However, result of Al-20Mg alloys showed that decline of the alloy grain size and modification of Al(?) phase morphology can improve the tensile properties and ductility of Al-20Mg alloys. The ultimate tensile strength and elongation of unrefined Al-20Mg alloy increase from 160 MPa and 1.22 % to approximately 250 MPa and 2.4 % for Ti, 235 MPa and 1.75 % for Zr, and 190 MPa and 1.45 % for B containing samples, respectively. Surface fractures of all samples also were investigated and compared with Scanning Electron Microscope (SEM).
