بررسی اثر فرآیند تغییرشکل پلاستیکی شدید پی‌تی‌کپ بر خواص مکانیکی و ریزساختاری آلیاژ منیزیم AZ31 تهیه شده به روش اکستروژن

Abstract

در این پژوهش تاثیرات روش فشار در کانال لوله‌ای موازی زاویه‌دار یا پی‌تی‌کپ که یکی از روش‌های تغییرشکل پلاستیک شدید یا اس‌پی‌دی است، بر خواص ریزساختاری، مکانیکی و سوپرپلاستیسیته آلیاژ منیزیم AZ31 بررسی گردید. روش پی‌تی‌کپ در دمای 300°C انجام شد. هدف از این روش تولید لوله‌های فوق ریزدانه با خواص سوپرپلاستیسیته‌ی بالا بود. بعد از انجام 1 پاس پی‌تی‌کپ، یک ساختار چندگانه که شامل دانه‌های درشت احاطه شده با دانه‌های ریز تبلور مجدد شده بود، مشاهده شد. با انجام پاس‌های بعدی پی‌تی‌کپ، ریزدانگی و همگنی ریزساختار افزایش یافت. بعد از انجام 4 پاس پی‌تی‌کپ، اندازه‌ دانه میانگین از 43 µm به 6.8 µm رسید. اندازه‌گیری-های میکروسختی ویکرز نشان داد که با انجام پاس‌های بعدی پی‌تی‌کپ که با اعمال کرنش‌های بالاتر همراه بود، مقدار سختی نمونه‌ها افزایش یافت. تصاویر شکست‌نگاری اس‌ای‌ام گویای آن بود که در تمام نمونه‌های تست کشش گرم، غالبا شکست داکتیل اتفاق افتاده است. تغییر طول شکست قابل توجه 256% در دمای تست کشش 450°C و نرخ کرنش 10-3 1/s بدست آمد که ناشی از لغزش مرزدانه‌ای به عنوان مکانیزم غالب تغییرشکل بود. این در حالی بود که در همین شرایط تست، نمونه‌ی خام پی‌تی‌کپ نشده دارای تغییر طول شکست 116% بود. درنهایت مشاهده شد که نمونه‌ی 4 پاس پی‌تی‌کپ شده، هم در دمای اتاق، دارای خواص مکانیکی و ریزساختاری بهتری نسبت به نمونه‌ی خام بود و هم در دماهای بالا، خاصیت سوپرپلاستیک قابل توجهی نسبت به نمونه خام داشت. همچنین تست پایداری حرارتی دانه‌ها بر روی نمونه‌ی 4 پاس پی‌تی‌کپ، در 5 دمای مختلف انجام شد.