تاثیر عملیات حرارتی پیرسختی بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم ثانویه( حاصل از بازیافت قوطی آلومینیمی مستعمل نوشیدنی)
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Effect of age hardening on microstructure and mechanical behavior of secondary aluminum alloys (recycled Al UBCs)
نام نخستين پديدآور
/خاطره منافی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی مواد
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۴۲ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی مواد- شناسایی و انتخاب مواد فلزی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۰۶/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در صنعت متالورژی، عملیات حرارتی بعد از فرآیند تولید قطعه حائز اهمیت است، که به منظور اهداف مختلف( تغییر در خواص مکانیکی و فیزیکی) انجام میگیرد .در این پژوهش بررسی رفتار عملیات حرارتی پیرسختی آلیاژ آلومینیم ثانویه( حاصل از بازیافت قوطی آلومینیمی مستعمل نوشیدنی) بر روی دو نوع نمونه که به دو روش متفاوت( بیلت ریختگی اکسترود شده، چیپس اکسترود شده) تهیه شدهاند صورت گرفت .اگرچه این سری آلیاژها معمولا به آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی معروف میباشند، ولی تحقیقات انجام شده در سال های اخیر نشان داده است که در حین عملیات پیرسازی رسوباتی تشکیل شده که می تواند باعث تغییر خواص مکانیکی آلیاژ در دمای محیط شود بدین منظور نمونههای ضربه و کشش بیلت ریختگی اکسترود شده تحت عملیات حرارتی تک مرحلهای( پیرسازی) در محدوده دمایی ۲۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد به مدت زمان ۱ و ۲ ساعت در کوره بدون اتمسفر و با نرخ گرمایش( ۱۰ (minقرار گرفتند و سپس در آب در دمای محیط کوئنچ شدند .میزان تافنس ضربهای به ترتیب از ۴۹ تاJ/cm لأ۷۹ و ۴۸ تاJ/cm لأ۷۰ افزایش یافته است .در نمونه کشش هم میزان درصد افزایش طول از ۱۱ تا ۲۶ درصد بهبود پیدا کرده است .همچنین عملیات حرارتی پیرسختی( سه مرحلهای) نیز در شرایط محلول سازی ۶۰۰ درجه سانتیگراد به مدت زمان ۸ ساعت و محدوده دمای پیرسازی ۵۰۰-۳۰۰ درجه سانتیگراد به مدت زمان ۱ ساعت در کوره بدون اتمسفر و با نرخ گرمایش( ۱۰ (minانجام شد .در این نمونهها نیز تافنس ضربهای از ۷۲ تاJ/cm لأ۸۷ افزایش یافت .که در مقایسه با نتایج عملیات حرارتی تک مرحله ای( حذف مرحله محلول سازی) تقریبا نتایجی برابر داشتند و این مورد از نظر صنعتی مقرون به صرف است .بیشترین میزان افزایش انرژی ضربه و بیشترین میزان تنش تسلیم و نهایی در دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد به دلیل مکانیزم تبدیل فازی ۶ به آلفا است .نمونه های ضربه و کشش چیپس اکسترود شده تحت عملیات حرارتی تک مرحلهای به ترتیب در محدوده دمایی ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد و دماهای ۳۰۰ و ۴۰۰ درجه سانتیگراد به مدت زمان ۱ ساعت در کوره بدون اتمسفر و با نرخ گرمایش( ۱۰ (minقرار گرفتند و سپس در آب در دمای محیط کوئنچ شدند .برخلاف نمونه ریختگی اکسترود شده عملیات حرارتی در دماهای بالاتر بر ساختار لایهای چندان نتیجه مطلوبی نداشته است و پدیده تافنس ضربهای مشاهده نشد .در نمونههای ضربه چیپس اکسترود شده انرژی ضربه به دلیل لایهای بودن از نوع crack aresstor بیشتر از نمونه ریختگی اکسترود شده است بطوریکه در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگرادJ/cm لأ۹۹ افزایش داشته است .با توجه به نمونه برداری از سه قسمت چپ، راست و مرکز نمونه بیلت ریختگی اکسترود شده و چیپس اکسترود شده، در کل میزان خواص مکانیکی در دیوارههای قالب از مرکز بیشتر است .برای نمونه کشش چیپس اکسترود شده بهبود خواص مکانیکی ازجمله افزایش تنش تسلیم و نهایی و همچنین درصد افزایش طول در دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد اتفاق افتاده است .ریز ساختار نمونهها قبل و بعد از عملیات حرارتی پیرسختی بررسی شد که قبل از عملیات حرارتی ذرات پراکنده یا رسوب هایی درسطح مقطع نمونه دیده میشود جزو ویژگی ذاتی ماده است که با عملیات حرارتی میزان Aspect ratio نسبت ابعادی ذرات پراکنده (dispersoids) تغییر یافته و به سمت عدد ۱ نزدیکتر شده است که حاکی از تغییر شکل ذرات پراکنده و بهبود خواص مکانیکی است .عملیات حرارتی باعث تغییر مورفولوژی( تغییر گوشه های تیز و چند وجهی به فرم گرد) و توزیع ذرات پراکنده و همچنین تبدیل فازی شده است .
متن يادداشت
C. The microstructure of samples was investigated before and after heat treatment. Before heat treatment, dispersoids or precipitates can be seen in the cross section of sample, which is of intrinsic properties of the material. Aspect ratio of dispersoids changed by heat treatment and it is closer to 1, which indicates the deformation of the dispersoids and improvement of mechanical properties. Heat treatment has changed the morphology (changing sharp and polygonal corners to round shape) and the distribution of dispersoids as well as phase transformation.░C. In general, according to the three chosen sections (left, right and center) of the extruded cast billet and extruded chips samples, the mechanical properties at the mold walls are more desirable than the center. The tensile sample of extruded chips has improved mechanical properties, including an increase in yield stress and tensile strength, as well as elongation at 300░C/min and holding for 1h, followed by quenching into the water at room temperature. Unlike the extruded casting sample, the favorable effect on the layer structure was not observed in heat treatment at higher temperatures. In the impact samples of extruded chips, the impact energy is higher than that in the extruded sample due to being layered (crack arrestor type), in which 99 J/cm2 increment was recorded at 400░C, respectively, with the heating rate of 10░C and 300-400░C, where the phase mechanism 6 is transformed to alpha. Impact and tensile samples of extruded chips are subjected to precipitation treatment at temperature ranges of 300-600░C/min. In these samples, the impact toughness increased from 72 to 87 J/cm2, which not only has the similar results compared to the results of single heat treatment (elimination of solubilization step), but also from industrial point of view is cost-effective. The highest increase in impact energy and the highest yield stress and tensile strength was observed at 300░C for 1 h in air with the heating rate of 10░C for 8h and 300-500░C/min, held at these temperatures for 1 and 2 h, and followed by quenching into the water at room temperature. Impact toughness increased from 49 to 79 J/cm2 and from 48 to 70 J/cm2, respectively. In the tensile samples, the elongation has improved from 11 to 26 . Also, precipitation hardening treatment (3 stage) was performed at 600░C with the heating rate of 10░In the metallurgical industry, heat treatment is important than production process, which is performed for different purposes such as changes in mechanical and physical properties. In the present work, precipitation hardening treatment of secondary aluminum alloys (recycled Al UBCs) was investigated on two types of samples which prepared by two different processes (extruded casting billet and extruded chips). Although these series of alloys are commonly known as non-heat treatable alloys, recently the studies have shown that dispersoids are formed during precipitation hardening so that can change the mechanical properties at ambient temperature. The Charpy impact and tensile test samples of extruded casting billet were heated in single-stage heat treatment (precipitation) at temperature range of 200-600
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Effect of age hardening on microstructure and mechanical behavior of secondary aluminum alloys (recycled Al UBCs)