عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر فرایند اکستروژن معکوس تجمعی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1018;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58223
- تاریخ دفاع
- ۳۱ اردیبهشت ۱۳۹۲
- دانشجو
- نیما حقدادی
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی
- چکیده
- در پژوهش حاضر، تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم A356 پس از فراوری توسط روش اکستروژن معکوس تجمعی در دماها و تعداد پاس های متفاوت بررسی شده است. علاوه براین تاثیر فرایند کروی سازی سیلیسیم و همچنین عملیات حرارتی در منطقه نیمه جامد بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه های فراوری شده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که بر اثر اعمال فرآیند اکستروژن معکوس تجمعی، دانه های ریز و هم محوربا مرزهای کم زاویه (با اختلاف جهت کمتر از 15 درجه) در درون گلبول های فاز آلفا تحت مکانیزم تبلور مجددپیوسته تشکیل شده است. همچنین نتایج حاکی از آنست که اعمال فرآیند منجر به به شکسته شدن ذرات سیلیسیم و در نتیجه کاهش اندازه ی میانگین این ذرات می شود. در نتیجه ی افزایش دمای فرآیند، اندازه ی میانگین ذرات و همچنین میزان کروی شدن آنها افزایش می یابد و با افزایش تعداد پاس فرآیند (افزایش کرنش اعمالی)، ذرات سیلیسیم ریزتر و کروی تر می شوند. افزایش میزان کروی شدن با افزایش تعداد پاس اعمالی و افزایش دمای فرایند، به افزایش نرخ نفوذ ترغیب شونده با دما و کرنش نسبت داده شده است. بررسی خواص مکانیکی محصولات فراوری شده نیز حاکی از افزایش پارامترهای استحکامی در اثر اعمال فرایند در شرایط مختلف ترمومکانیکی است. مشاهده اخیر با توجه به دانسیته ی بالای نابجایی ها و حجم بالای درهم گیرهای نابجایی، تشکیل (زیر) دانه های ریز ناشی از تبلور مجدد دینامیک و نیز ریز و کروی شدن ذرات سیلیسیم مورد بحث قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این پژوهش همچنین نشان می دهد در اثر اعمال عملیات کروی سازی بر روی محصولات تغییر شکل یافته می توان به ترکیب مناسبی از استحکام و شکل پذیری دست یافت. علاوه براین نرخ گلبولی شدن و رشد حین فراوری محصولات در منطقه نیمه جامد در نتیجه ی افزایش انرژی فصل مشترکی، افزایش نرخ تبلور مجدد حین گرمایش مجدد و نیز کاهش اندازه ذرات سیلیسیم، تسریع فرایند ذوب، و افزایش خیس شوندگی مرزها افزایش می یابد.
- Abstract
- In the present study, the microstructural evolution and mechanical properties of A356 aluminum alloy processed by accumulative back extrusion (ABE) at different temperatures and for different passes have been investigated. Moreover, the effect of silicon spheroidizing treatment as well as semisolid heat treatment on the microstructure and the mechanical characteristics of the processed specimens have been studied. The results imply that equiaxed ultrafine grains have been formed within the ? globules, the formation of which is attributed to continuous dynamic recrystallization (CDRX) mechanism. Furthermore, ABE processing resulted in fragmentation of the silicon particles and thereby their refinement. It was shown that the roundness and the mean diameter of the particles increase with increasing the temperature. Also, it was seen that imposing subsequent passes results in the fragmentation and spheroidization of the Si particles. Spheroidization of the Si particles with increasing the stain and temperature was justified through thermally activated and strain induced diffusion mechanisms. Mechanical characterization of the processed specimens also revealed that the yield and ultimate tensile strength of the material is enhanced through applying ABE passes. The latter has been justified considering high density of dislocations, formation of dislocation tangles, grain refinement as a result of continuous dynamic recrystallization, and refinement and spheroidization of the Si particles. Also, in this work it has been shown that an optimum combination of strength and formability would be achieved through employing silicon spheroidizing treatment on the ABE-processed A356 aluminum alloy. Finally, it was shown that the rate of semisolid globularization and coarsening of the examined alloy increases as a result of ABE processing. This is justified considering the increment in interfacial energy and in the rate of dynamic recrystallization during reheating as well as silicon particles refinement, strain induced accelerated melting and high wettability of the grain boundaries.
