بررسی اثر تغییر شکل پلاستیک شدید به‌وسیله فرآیند پرس در کانال‌های زاویه‌دار همسان (ECAP) بر چقرمگی آلیاژ آلومینیوم 7075

Abstract

در این پژوهش به بررسی اثر تغییر شکل ‌پلاستیک‌ شدید بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 7075 با تمرکز بر چقرمگی پرداخته شده است. بدین منظور آلیاژ 7075 تحت فرآیند ECAP تا 4 پاس با استفاده از مسیر BC در دمای محیط قرار گرفت. ریزساختار و سطح شکست نمونه‌ها به‌وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی و خواص مکانیکی نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های سختی، کشش و ضربه بررسی شد. چقرمگی استاتیک و دینامیک این آلیاژ به‌ترتیب با استفاده از سطح زیر منحنی تنش-کرنش و آزمون ضربه محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد، بعد از 4 پاس ECAP اندازه دانه از 40 میکرومتر به کمتر از 600 نانومتر کاهش یافته و سختی و استحکام نمونه‌ها بیش از دو برابر افزایش می‌یابد. بعد از 1 پاس ECAP چقرمگی استاتیک و دینامیک یه‌ترتیب حدود 62% و 30% کاهش یافته‌اند، ولی با افزایش تعداد پاس چقرمگی استاتیک روندی افزایشی را از خود نشان می‌دهد و چقرمگی دینامیک تقریبا ثابت باقی می‌ماند. بررسی سطح شکست نمونه‌ها نشان داد علی‌رغم کاهش چقرمگی بعد از فرآیند ECAP به دلیل کاهش داکتیلیته، آلیاژ 7075 بعد از 4 پاس نیز حالت شکست نرم خود را حفظ می‌کند. فرآیند ECAP باعث افزایش قابل ملاحظه استحکام می‌شود (بیش از 100 درصد)، در حالی‌که چقرمگی ماده به میزان اندکی کاهش می‌یابد (حدود 30 درصد کاهش در چقرمگی دینامیک و 5 درصد افزایش در چقرمگی استاتیک). لذا می‌توان عنوان نمود یکی از برتری‌های فرآیند ECAP نسبت به روش‌های رایج شکل‌دهی افزایش قابل توجه استحکام بدون کاهش قابل ملاحظه در چقرمگی می‌باشد