بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق تنش پسماند ناشی از فرآیند نورد آلومینیم آلیاژي 2024 در شرایط عملیات حرارتی T3 توسط تکنیک پراش اشعه ایکس اندازه گیري و تحلیل شد. همچنین مقدار و نوع تنش پسماند رها شده از طریق عملیات حرارتی آنیل دما پایین - 195°C - در زمان هاي مختلف، آنیل کامل و عملیات آنیل محلولی و پیرسازي در محدوده الاستیک با استفاده از تکنیک کرنش سنجی اندازه گیري شد. نتایج نشان داد که بواسطه عملیات حرارتی در دماي کمتر از دماي تبلور مجدد آلیاژ - 195°C - ، بدلیل محدود شدن لغزش نابجایی ها امکان تنش زدایی حرارتی براي آلیاژ آلومینیم 2024 وجود ندارد و فقط در زمان هاي بسیار طولانی به میزان خیلی کم امکان پذیر است، و خواص مکانیکی ناشی از بازیابی و تبلور مجدد و تشکیل دانه هاي جدید هم محور نیز بشدت کاهش می یابد. فرآیند آنیل کامل ماکزیمم مقدار تنش هاي پسماند رها شده را ایجاد خواهد کرد در حالیکه باعث کاهش خواص مکانیکی آلیاژ می شود. در عملیات حرارتی آنیل محلولی و پیرسازي بواسطه حل شدن رسوب ها و لغزش نابجایی ها، ضمن رها شدن بیشترین تنش پسماند، با رشد مجدد رسوب هاي سخت کننده در زمینه، استحکام و سختی آلیاژ افزایش می یابد.
مقدمه
آلیاژ آلومینیم 2024 در شرایط عملیات حرارتی شده یکی از رایج ترین آلیاژهاي صنعتی با استحکام بالاست که به شکل نورد یا قطعات فورج شده در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. در حالیکه استحکام بالاي این آلیاژ از طریق شکل دهی و فرآیند عملیات حرارتی ایجاد می شود، تنش پسماند ناشی از فرآیند هاي تولید نظیر ریخته گري، آهنگري، جوشکاري، ماشین کاري، عملیات حرارتی یکی از محدودیت هاي کاربرد این مواد است. در نتیجه شکست هاي ناشی از وجود تنش هاي پسماند موجب خستگی زود هنگام قطعه و یا اعوجاج ابعادي و در نهایت از کارافتادن قطعه صنعتی می گردد. این نوع از تنش ها در غیاب بارهاي خارجی همچنان در درون جسم وجود دارند. به عبارت دیگر هر عامل ایجاد تغییر شکل غیر یکنواخت و یا تغییرات فازي در مواد را می توان عامل ایجاد تنش هاي پسماند دانست - چنج،. - 2007 روش هاي متعددي براي اندازه گیري تنش پسماند وجود دارد که به سه گروه مخرب مانند روش چاك زنی - 1چنج، - 2007، نیمه مخرب مانند روش کرنش سنجی2 - استاندارد - ASTM E837 و غیر مخرب مانند روش پراش پرتو ایکس3 - پائول، - 1986 تقسیم می شوند. لغزش نابجایی ها مهمترین عامل رهاسازي تنش هاي پسماند بوده و تمامی روش هاي مورد استفاده جهت رهاسازي تنش پسماند شرایط لازم جهت لغزش نابجایی ها را فراهم می کنند. محدود شدن لغزش نابجایی ها ناشی از حضور فازهاي مختلف - رسوب، اکسید، آخال و ذرات فاز ثانویه - در ریز ساختار مانع از رهایی تنش پسماند می شود. تنش پسماند بالاتر به معناي حضور نیروي محرکه بیشتر جهت لغزش نابجایی است. با توجه به اینکه توزیع نابجایی ها در ضخامت هاي مختلف ماده یکنواخت نیست بنابراین؛ توزیع تنش پسماند در قطعات نیز یکنواخت نخواهد بود از این رو می توان انتظار داشت که در داخل قطعات نیز رهاسازي تنش پسماند با نرخ متفاوتی رخ دهد. مهمترین و شناخته شده ترین روش هاي تنش زدایی عبارتند از عملیات حرارتی آنیل یا تمپرینگ، عملیات مکانیکی و یا تغییر شکل دوره اي. همچنین رها سازي تنش پسماند می تواند بواسطه عملیات سرد کردن سریع، بمباران نوترونی، استفاده از میدان هاي مغناطیسی متناوب، ایجاد لرزه، شلیک لیزري صورت گیرد. انتخاب روش مناسب جهت رها سازي تنش پسماند وابسته به جنس قطعه و کارایی روش مورد استفاده است. نتایج تحقیقات مختلف نشان می دهد که جنس ماده و نحوه ایجاد و توزیع تنش پسماند در ماده نقش مهمی در رهاسازي آن ها در قطعات ایفا می کند - توتن، . - 2002 هدف از انجام این تحقیق کاربردي، اندازه گیري و تحلیل تنش پسماند ناشی از فرآیند تولید آلومینیم آلیاژي 2024 نورد شده در شرایط T3 توسط روش پراش اشعه ایکس می باشد. همچنین میزان بزرگی تنش پسماند رها شده به روش حرارتی در دماي کمتر از دماي تبلور مجدد آلیاژ - 195°C - ، آنیل کامل و عملیات آنیل محلولی و پیر سازي توسط روش کرنش سنجی اندازه گیري شد. در پایان با توجه به میزان تنش پسماند رها شده مناسب ترین روش ارائه گردید.
