عنوان پایان‌نامه
بررسی خواص مکانیکی وتحولات زیر ساختاری آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵ فر آوری شده توسط آهنگری چند محوره
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1290;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75962;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1290;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75962
- تاریخ دفاع
- ۱۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد مقدم
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی, سیدمحمدحسن پیش بین
- چکیده
- در این پژوهش در ابتدا به منظور بررسی رفتار تغییر شکل گرم آلیاژ آلومینیوم 7075 (سیستم آلیاژی Al-Zn-Mg-Cu) در حالت آنیل محلولی آزمایش های فشار در محدوده دمایی °C400-200 تحت نرخ کرنش های 1-s 0/001و 0/01 ، 0/1 انجام پذیرفت. در دمای و نرخ کرنش پایین (°C 200 -1-s 0/01) منحنی های سیلان بدست آمده نشان دهنده رفتار نرم شوندگی آلیاژ می باشد، همچنین مشاهدات ریزساختاری حاکی از وقوع تبلور مجدد به صورت جزئی در ساختار است. در ادامه پس از آشنایی با رفتار تغییرشکل گرم آلیاژ فرایند آهنگری چندمحوره در دمای °C 200 و نرخ کرنش ثابت 1-s 0/01 به میزان یک تا چهار پاس انجام پذیرفت. بررسی های ریزساختاری با استفاده از تصاویر الکترون های برگشتی میکروسکوپ الکترونی روبشی، وقوع پدیده باندهای برشی و تبلور مجدد پیوسته را به عنوان مکانیزم ریزدانگی تایید کرد. بررسی های ریزساختاری نشان از کاهش شدید میانگین اندازه دانه پس از اعمال پاس اول داشت به گونه ای که میانگین اندازه دانه ازm µ 77 در حالت آنیل بهm µ 3/7 در پاس اول و در ادامه به ترتیب بهm µ 1/2 و 1/6 در پاس دوم و چهارم می رسد. ارزیابی خواص مکانیکی توسط آزمایش کشش مینیاتوری در دمای محیط و ریزسختی سنجی روی محصولات فرآوری شده نشان دهنده افزایش سه برابری استحکام تسلیم در نمونه دو پاس است. در نمونه دو پاس استحکام تسلیم و سختی به ترتیب برابر با MPa 508 و Hv 161 اندازه گیری شد. همچنین در پاس سوم و چهارم فرایند آهنگری استحکام کششی کاهش و ازدیاد طول آلیاژ افزایش یافته است. این رفتار با توجه به محاسبه چگالی نابجایی ها (از طریق آزمایش پراش پرتو ایکس)، و میانگین اندازه دانه به مقادیر این دو پارامتر در نمونه دو پاس و استحکام زایی ناشی از آن ها نسبت داده شده است. با ادامه تغییر شکل در پاس چهارم به علت بازیابی چگالی نابجایی ها آزاد به شدت کم شده است و ساختاری پر از زیردانه به وجود می آید و با افزیش اندک اندازه دانه کاهش استحکام قابل توجیه است. در ادامه به منظور بررسی بیشتر فرایند آهنگری چند محوره با فرایندهای اکستروژن معکوس تجمعی و فرایند اصطکاکی اغتشاشی میزان کرنش معادل یک پاس، ریزساختار و خواص مکانیکی حاصله مقایسه گردید و اثر آن بر از بین بردن ناهمسانگردی و بافت نوردی آلیاژ بررسی شد. در این میان فرایند اصطکاکی اغتشاشی در همگن کردن ساختار و از بین بردن بافت اولیه نوردی و ایجاد بافت تبلورمجدد و رندوم در آلیاژ پس از یک پاس توانایی بالاتری داشت و از لحاظ همگنی ایجاد شده با نمونه چهار پاس آهنگری چندمحوره قابل مقایسه است.
- Abstract
- In this study, the hot deformation behavior of 7075 aluminum alloy (Al-Zn-Mg-Cu) in solution treated state has been investigated in temperature range of 200-400 °C under strain rate of 0.1-0.001 s-1. Additionally, Multi-axial forging (MAF) performed at 200°C and strain rate of 0.01 s-1 up to four pass. The hot working results showed that at 200 °C - 0.01 s-1, the flow curve indicates the softening behavior occurrence during hot straining, which is in consistent with the microstructure findings representing partial recrystallization phenomenon. The microstructural evolution of MAF processed samples using EBSD analysis illustrates the shear-banding phenomenon besides continuous dynamic recrystallization can be considered as the major restoration mechanisms during MAF process. The mean grain size of the alloy reduce form 77 µm to 3.7 µm 1.2 and 1.6 µm after one pass, two passes and four passes MAF process, respectively. The mechanical properties of the products via room temperature tensile and microhardness manifested that a 300% improvement in yield strength after two passes MAF process. In this state the yield strength and microhardness was measured to be 508 MPa and 161 Hv respectively. However, in third and fourth pass of MAF, the yield strength significantly decreased. This behavior was interpreted by dislocation density calculation (through XRD) and mean grain size measurement in each pass. The dislocation density in fourth pass decreased due to dynamic recovery process, which is leads to annihilate and/or rearrangement of dislocations in microstructure. Additionally, increasing grain size in fourth pass would be influential in diminishing the strength of the alloy. The comparison between MAF results with the other severe plastic deformation (SPD) methods i.e. accumulative back extrusion (ABE) and friction stir processing (FSP) showed that the FSP method is more powerful in homogenizing the microstructure, vanishing the initial texture, and creating fully recrystallized structure in just one pass. Keywords: 7075 Aluminum alloy; Severe plastic deformation; Microstructure; Mechanical properties
