عنوان پایان‌نامه
اثر مس و عملیات حرارتی بر ساختار سختی و خواص کششی کامپوزیت در جای زمینه آلو مینیم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1026;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58331
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اردیبهشت ۱۳۹۲
- دانشجو
- کورش تعویقی
- استاد راهنما
- مسعود امامی, جعفر راثی زاده غنی
- چکیده
- این پژوهش به منظور بررسی تأثیر دمای اکستروژن و افزودن مس و عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت زمینه آلومینیمی حاوی wt.% 16 ترکیب بین فلزی Al4Sr انجام شده است. مطالعات ریزساختاری با بهره گیری از میکروسکوپ های نوری و الکترونی و نیز آزمایش پراش اشعه X صورت پذیرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که اعمال اکستروژن داغ با نسبت 18:1 در دمای °C 420 بهترین اثر را بر ریزساختار دارد. در شرایط فوق، میانگین بیشینه طول ذرات Al4Sr از ?m 222 در حالت ریختگی به ?m 35 کاهش نشان داد. از دیگر یافته ها در بررسی های ریزساختاری می توان به توزیع یکنواخت ترکیبات بین فلزی در زمینه با اعمال شرایط بهینه فرآیند اکستروژن اشاره کرد. تغییرات ریزساختاری موجب افزایش استحکام نهایی (UTS) کامپوزیت از MPa 54 به MPa 145 گردید. نکته قابل توجه آن بود که پس از اعمال فرآیند اکستروژن، درصد ازدیاد طول کامپوزیت 414 % افزایش نشان داد که این امر تأثیر مثبت اکستروژن را بر شکل پذیری ماده ی کامپوزیتی نمایان می سازد. شکست نگاری از کامپوزیت ریختگی، سطح شکست کاملاً کلیواژی را ارائه نمود که پس از فرآیند اکستروژن، سطح شکست از حالت کلیواژی (مشخصه شکست ترد) به دیمپلی (dimple-like) (مشخصه شکست نرم) تغییر یافت. تأثیر مس و عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت Al-16 wt.% Al4Sr اکسترود شده نشان داد که ترکیبات بین فلزی غنی از مس (CuAl2) در کامپوزیت حاوی درصدهای بالای مس بیشتر مشهود بوده و این ترکیبات در مرز دانه های نمونه های ریختگی می توانند مسیر های مناسب برای اشاعه ترک و افت درصد ازدیاد طول را فراهم کنند. اعمال فرآیند اکستروژن موجب گردید تا ترکیبات بین فلزی غنی از مس و نیز ذرات Al4Sr شکسته شده و به طور یکنواخت در زمینه توزیع گردند. نتایج آزمون کشش کامپوزیت Al-16 wt.% Al4Sr-5 wt.% Cu همچنین نشان داد که عملیات حرارتی T6 موجب افزایش UTS و درصد ازدیاد طول به ترتیب به میزان 25% و 20% می گردد.
- Abstract
- The study was undertaken to investigate the effect of extrusion temperature on the microstructure and tensile properties of Al metal matrix composite (MMC) containing 16 wt% Al4Sr intermetallic. Microstructural examinations were assessed by the use of optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffractometry (XRD). The results showed that hot extrusion with the ratio of 18:1 at 420 ? reduces the maximum length of Al4Sr particles from 222 ?m. It was found that by applying extrusion parameters in optimum conditions, uniform distribution of fine Al4Sr intermetallic in Al matrix is obtained. Microstructural evolution also intensified the MMC significantly. Fractographic examinations of the composite in as-cast condition showed a complete cleavage fracture surface that changes to more homogenous dimples after hot extrusion process. The second part of the research included investigating the effects of Cu and heat treatment on the microstructure and tensile properties of hot extruded Al metal matrix composite (MMC) containing 16 wt% Al4Sr intermetallic. The results showed that Cu addition (< 3 wt%) introduces CuAl2 intermetallics in the microstructure but it has marginal effect on the size of needle-like Al4Sr particles. It was found that hot extrusion has significant influence on the refinement of coarse intermetallics and uniform distribution of reinforcing particles. Tensile testing of the Al 16 wt% Al4Sr-5%Cu composite revealed that T6 treatment enhances both ultimate tensile strength (UTS) and elongation values 25% and 20%, respectively. The presence of more fine dimples on the fracture surfaces of Cu added and hot-extruded specimens revealed that T6heat treatment encourages ductile mode of fracture.
