بخشی از مقاله
چکیده
آلیاژهای کارپذیر آلومینیم - منیزیم با وجود دارا بودن ویژگیهای مناسبی نظیر استحکام متوسط، مقاومت به خوردگی مناسب، سطح ظاهری مناسب و عدم حساسیت به تردی تا دماهای بسیار پایین، کاربردهای مختلفی به خصوص در صنایع دریایی و خودروسازی غالباً به صورت ورقههای نوردی، پیدا کردهاند. بر خلاف مزایا ذکر شده نرم شدن تدریجی این آلیاژها با گذشت زمان، خواص این آلیاژها را بعد از گذشت مدت زمانی از حد استاندارد تعیین شده در هنگام ساخت محصول خارج میکند.
این افت خواص مکانیکی در دماهای مختلف همراه با تغییراتی در ریزساختار این آلیاژها همراه است. در این پژوهش با کمک عملیات حرارتی پایدارسازی در دمای 180℃ تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی ناشی عملیات حرارتی پایدارسازی در آلیاژ نوردی AlMg6 مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج حاصل از آزمایش سختی نشان داد آلیاژ AlMg6 ، 35 درصد نورد سرد شده در اثر عملیات پایدارسازی دچار افت 30 درصدی سختی بعد از 7 روز عملیات حرارتی شده است. این افت سختی توسط آزمایش ریزسختی نیز تایید شد.. نتایج آزمایش کشش نمونهها نشان از افت استحکام تسلیم در حدود 120MPa و استحکام کششی نهایی 50MPa بعد از 7روز عملیات حرارتی پایدارسازی داشت. همچنین نتایج بررسی ریزساختار نمونهها نشان داد جدایش منیزیم در مرزدانهها و مرز دندریتها حین عملیات حرارتی در دمای 180℃ روی داده است. نتیجه گیری شد افت استحکام حین پایدارسازی بر اثر پدیده بازیابی است که تشدید کننده این پدیده جدایش منیزیم از محلول جامد فوق اشباع است.
مقدمه
آلیاژهای Al-Mg با شناسه نامگذاری بین المللی سری [1] 5xxx، به دلیل قابلیت شکلپذیری بالا بیشتر به صورت ورقههای نوردی در صنعت مورد استفاده قرار میگیرنداین. آلیاژها کارسرد پذیرند. استحکام نسبتاً بالا، چقرمگی مناسب حتی در محیطهای بسیار سرد و مقاومت به خوردگی بالا در محیطهای دریایی از مهمترین ویژگیهای آنها است
از جمله کاربردهای صنعتی آلیاژهای Al-Mg می توان به ورقههای مورد استفاده در بدنه خودرو، ساخت عرشه قایقهای تندرو، ساخت تانکرهای حمل گاز طبیعی و ساخت قوطی های نوشیدنی اشاره کرد 2]و.[3 آلیاژهای نوردی آلومینیممنیزیم- غالباً کمتر از 6/5 درصد وزنی منیزیم دارند. با افزایش درصد منیزیم استحکام و سختی افزایش و درصد ازدیاد طول نسبی آن کاهش مییابد. حساسیت به خوردگی نیز با افزایش درصد منیزیم افزایش یافته است
مطابق دیاگرام فازی تعادلی دوتایی آلومینیم-منیزیم [6] در شکل1 حد حلالیت منیزیم در آلومینیم با کاهش دما از بیشینه 17/4درصد وزنی در دمای 450℃ در نقطه یوتکتیک، به مقدار کمتر از 2درصد وزنی در دمای محیط میرسد. کاهش شدید حلالیت منیزیم در آلومینیم در اثر افت دما باعث فوق اشباع شدن محلول جامد شده در نتیجه منیزیم تمایل شدید به جدایش خواهد داشت. این جدایش به صورت تشکیل رسوبات -Al3Mg2 و یا - Al8Mg5 با ترکیب 34/8 تا 37/1 درصد وزنی منیزیم اتفاق می افتد. در دمای محیط رسوبگذاری فاز β آهسته است ولی اگر آلیاژ درحالت شدیداً کار شده باشد و یا اگر دما افزایش یابد رسوبگذاری تشدید میشود
شکل.1 دیاگرام فازی تعادلی دوتایی آلیاژهای آلومینیم- منیزیم
همزمان با تشکیل رسوبات -Al3Mg2 در حین عملیات حرارتی آلیاژهای Al-Mg افت خواص مکانیکی نیز گزارش شده است. این افت سختی و استحکام با افزایش دما و زمان عملیات حرارتی شدت مییابد. تحقیقات پژوهشگران بروز این دو پدیده را در آلیاژهای مختلف سری 5xxx نشان داده است
در این تحقیق سعی شده است ارتباط جدایش منیزیم از محلول جامد و تغییرات خواص مکانیکی حین عملیات حرارتی پایدارسازی بررسی و تحلیل شود.
مواد و روش تحقیق
در این تحقیق آلیاژ با ترکیب Al-6%Wt.Mg به روش ریختهگری در قالب فلزی تولید شد. نتایج آنالیز ترکیب شیمیایی آلیاژ تولیدی با دستگاه کوانتومتری، در جدول1 نشان داده شده است.
جدول .1 ترکیب شیمیایی آلیاژ AlMg6 ریختهگری شده
ریخته گری
آماده سازی مذاب در کوره مقاومتی الکتریکی عمودی انجام گرفت. شمش آلومینیم در بوته گرافیتی ذوب شد و منیزیم خالص به صورت شمش تکه شده اضافه گردید. به منظور کاهش عیب تخلخل گازی از فلاکس پوششی محافظ بر سطح مذاب و گاززدایی به روش تزریق گاز آرگون استفاده شد. بارریزی در قالب فلزی Y.Block پوشش داده شده با گرافیت و پیشگرم شده تا دمای 200℃ انجام گرفت. شمای قالب در شکل2 نشان داده شده است.
شکل .2 شمای قالب فلزی Y-Block و نقشه ابعاد نمونه بارریزی شده در آن.
