عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار داکتیلیتی گرم آلیاژ آلومینیم ۷۰۷۵ نورد گرم شده
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1175;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67083
- تاریخ دفاع
- ۱۸ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- مهسا طاهری مندرجانی
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی
- چکیده
- نیاز روز افزون صنایع مختلف بویژه صنایع هوافضا به آلیاژهای سبک با نسبت استحکام به وزن بالا، به جایگاه آلیاژهای آلومینیوم در این صنایع اهمیت ویژه‌ای بخشیده است. آلیاژهای سری 7000 آلومینیوم دسته‌ای از این مواد هستند که به دلیل خواص مکانیکی مطلوب دارای کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف می‌باشند. با توجه به محدودیت تغییرشکل آلیاژهای آلومینیوم سری 7000 در دمای محیط، در بیشتر موارد سعی می‌شود تا فرایندهای شکل‌دهی بر روی این آلیاژها در دماهای بالا صورت پذیرد. بر این اساس، لزوم مطالعه تغییر شکل گرم این آلیاژها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در پژوهش حاضر رفتار داکتیلیتی گرم آلیاژ آلومینیوم 7075 با استفاده از آزمایش کشش در محدوده وسیعی از دما (C?450-100) و نرخ کرنش (s-11-10-3-10) مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، به منظور درک بهتر مکانیزم‌های تغییرشکلی، رفتار ترمومکانیکی آلیاژ مورد آزمایش نیز از طریق انجام آزمایش فشار گرم، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بررسی رفتار فشار گرم آلیاژ نشان داد، که در دماهای ?C200 و ?C250 وجود رسوبات ریز پراکند Al2CuMg و MgZn2 در ساختار، عامل اساسی کند شدن تحرک مرزدانه‌ها و نهایتا جلوگیری از وقوع تبلور مجدد دینامیکی ناپیوسته و غالب شدن تبلور مجدد هندسی می‌باشند. از سوی دیگر با افزایش دمای تغییرشکل به دماهای بالاتر از ?C300 به دلیل انحلال این رسوبات مکانیزم تبلور مجدد دینامیکی ناپیوسته می‌تواند به عنوان مکانیزم اصلی ترمیم ایفای نقش کند. نتایج پژوهش حاضر حاکی از روند کلی افزایش داکتیلیتی با افزایش دما می‌باشد. این روند افزایشی با در نظر گرفتن این حقیقت که در دماهای بالا کسر حجمی ذرات فاز دوم و در نتیجه تاثیر مخرب آن‌ها بر جوانه‌زنی و رشد حفرات و ترک‌ها کاهش می‌یابند، توجیه شد. به علاوه، افزایش بسیار زیاد مقادیر داکتیلیتی در دماهای بالاتر از C?300 به وقوع تبلورمجدد دینامیک ناپیوسته در این دماها نسبت داده شد. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش نشان دهنده دو ناحیه افت مجزا، در منحنی‌های داکتیلیتی گرم این آلیاژ، می‌باشد. افت داکتیلیتی مشاهده شده در دمای C?350 و در نرخ کرنش‌های s-1 2-10 و3-10 به رسوب‌گذاری دینامیک فازهای ثانویه ترد و شکننده غنی از آهن حین تغییرشکل نسبت داده شد. علاوه بر آن در دمای C?450 و نرخ کرنش s-11-10، وقوع دره داکتیلیتی، با توجه به مقادیر حساسیت به نرخ کرنش به دست آمده در این تحقیق، به غالب بودن پدیده‌ی لغزش مرزدانه‌ای نسبت داده شد. کلمات کلیدی: آلیاژ آلومینیوم7075؛ داکتیلیتی گرم؛ فرآیندهای ترمیم؛ حساسیت به نرخ کرنش؛ رسوب‌گذاری؛ شکست‌نگاری
- Abstract
- The ductility behavior of an extruded 7075 aluminum alloy was studied using the tensile testing method in a wide range of temperatures (100–450°C) and strain rates (10-1-10-3s?1). The mechanical behavior of the experimental alloy at high temperatures was also extracted through hot compression testing method to assist explaining the related deformation mechanisms. According to the flow stress curves and microstructural features, the geometrical dynamic recrystallization (GDRX) contributes to the formation of fine-equiaxed recrystallized grains at 200 and 250?C. By increasing the temperature to 300?C and upper, the discontinuous dynamic recrystallization (DDRX) would be activated. The results also indicated that the ductility was monotonically increased by deformation temperature. This was justified considering the fact that the volume fractions of the second phase particles might decrease at higher temperature thereby their detrimental effects on cavity nucleation and growth would be decreased. The sharp transition in ductility values beyond 300°C was also described relying on the occurrence of discontinuous dynamic recrystallization at the test temperature; this would isolate the cavities from the prior grain boundaries through grain boundary migration. However, two regions were found where the general trend changed and the ductility decreased. The observed ductility drops at 350?C/0. 01, 0. 001s-1 were attributed to the dynamic precipitation of Fe-rich secondary phases during deformation. These brittle and coarse phases would possess a detrimental effect on the formability parameters of the alloy. The second ductility trough was observed at 450?C/0. 1s-1 and attributed to the occurrence of grain boundary sliding phenomena, which would facilitate the development of W-type or R-type cracks thereby reducing the ductility. Keywords: Aluminum alloy; Hot ductility; Restoration process; Strain rate sensitivity; Precipitation; Fractography.
