بررسی تاثیر تغییر شکل پلاستیک شدید بر خواص مکانیکی و ریزساختار آلیاژ آلومینیم A520 تولید شده به روش ریخته گری معمولی و نیمه جامد

Abstract

در این پژوهش اثر تغییر شکل پلاستیک شدید به‌وسیله فرآیندهای فورج چندگانه (MDF) و پرس در کانال‌های همسان زاویه‌دار (ECAP) بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم A520 بررسی شد. بدین منظور، نمونه‌هایی از جنس آلیاژ A520 به‌وسیله ریخته‌گری معمولی و نیمه‌جامد تهیه شده و سپس این نمونه‌ها تحت فرآیندهای ECAP و MDF در دمای محیط و دمای بالا قرار گرفتند. فرآیند ریخته‌گری نیمه‌جامد باعث بهبود شکل‌پذیری آلیاژ شد، به‌طوری‌که نمونه‌های تولید شده به روش ریخته‌گری معمولی حین پاس اول فرآیند‌های MDF و ECAP در دمای محیط ترک خوردند، در حالی‌که نمونه‌های نیمه‌‌جامد بدون ایجاد ترک در دمای محیط تا 3 پاس تحت فرآیند‌های MDF و ECAP قرار گرفتند. نتایج بررسی خواص مکانیکی نمونه‌ها به‌وسیله آزمون‌های سختی و پانچ برشی نشان داد که فرآیندهای MDF و ECAP باعث افزایش قابل توجه خواص مکانیکی نمونه‌ها می‌شوند، به‌طوری که 3 پاس فرآیند MDF و ECAP در دمای محیط به‌ترتیب باعث افزایش سختی از 60 به 128 و 137 ویکرز و افزایش استحکام تسلیم از 128 به 208 و 255 مگاپاسکال شد. با افزایش دمای پرس، تاثیر فرآیند بر افزایش خواص به مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش یافت. نتایج بررسی ریزساختار به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که خواص مکانیکی نمونه‌ها به دلیل ریزدانه سازی و اصلاح مورفولوژی و توزیع بهتر رسوب‌های Al₃Mg₂، Mg₂Si و AlFe در حین فرآیند افزایش یافت. مقایسه فرآیندهای ECAP وMDF نشان داد تاثیر فرآیند ECAP بر اصلاح ریزساختار و در نتیجه آن بهبود خواص مکانیکی بیشتر از فرآیند MDF است.