بررسی اثر عملیات حرارتی و کار گرم بر خواص مکانیکی و ارتعاشی آلیاژ منیزیمAZ91

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

رضا آذرافزا ¹ , امیر حسین رضایی ² , محمد رضا منتجبی ها ³

1 - استادیار، گروه مکانیک، مجتمع دانشگاهی مواد و فناورهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 - کارشناس ارشد، مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران
3 - کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی – واحد سنندج

تاریخ دریافت : 1395/09/29 تاریخ پذیرش : 1397/02/18 تاریخ انتشار : 1397/02/01

کلید واژه: عملیات حرارتی, آلیاژ منیزیم, کارگرم, میرایی, آنالیز مودال,

چکیده مقاله :

منیزیم و آلیاژهای آن به­دلیل خواص منحصر به فردشان، بسیار مورد توجه طراحان صنایع هوا فضا و خودرو سازی قرار گرفته­اند. از خواص مهم این آلیاژ می­توان به چگالی پایین منیزیم که دو سوم آلومینیم است و همچنین نسبت استحکام به وزن بالا و جذب ارتعاش مناسب اشاره نمود. در این تحقیق اثر عملیات حرارتی و کارگرم بر خواص ارتعاشی، مکانیکی و ریز ساختار آلیاژ منیزیم AZ91 مطالعه گردید. ابتدا نمونه­های یکسانی از لحاظ وزن و شکل از آلیاژ منیزیم AZ91 ساخته شدند. سپس عملیات­های: 1-حل­سازی، 2-حل­سازی-پیرسازی، 3-اعمال فرآیند اکسترود و سپس عملیات تنش زدایی، 4-اعمال فرآیند نورد و سپس عملیات تنش زدایی انجام گردید. خواص مکانیکی و ارتعاشی نمونه­های عملیات حرارتی شده و کار گرم شده به همراه نمونه ریختگی اندازه­گیری شد. همچنین ریزساختار نمونه­ها توسط میکروسکوپ نوری تحلیل گردید. نتایج نشان داد که عملیات حرارتی حل­سازی و پیرسازی، موجب رسوب فاز دوم در مرزها شده و با افزایش نفوذ رسوب به مرز، قدرت قفل شوندگی در مرزها افزایش می­یابد. در نتیجه این فرآیند، سبب افزایش خواص مکانیکی و کاهش خواص ارتعاشی می­گردد. نمونه نورد شده دارای بهترین پاسخ فرکانسی و بیش­ترین نسبت میرایی بود. افزایش خواص مکانیکی نمونه پیرسازی نسبت میرایی را کاهش می­دهد.

چکیده انگلیسی:

     Magnesium and its alloys due to their unique properties, much attention has been aerospace and automotive industries. Important properties of these alloys can be cited to relatively low density that about two-thirds aluminum and high strength to weight ratio and good vibration absorption. In this paper, effect of heat treatment and hot working on vibrational properties, Mechanical and microstructure of magnesium alloy AZ91was studied. Thus, some samples that were identical in shape and weight were made of magnesium alloy AZ91.Then Solution, Solution – aging, Extrusion Process and stress relieved also rolling process and then stress relieved applied. Mechanical properties and vibration of samples heat treated and hot working along with the cast samples are measured. The microstructure of the samples analyzed by optical microscope. The results are shown solution and aging heat treatment to deposit the second phase boundaries and with increasing influence of deposition to the border, Power locks on the border increases. As a result of this process is to increase the mechanical properties and reduce the vibrational properties. While the sample is rolled had the best frequency response and damping ratio. Increased mechanical properties of aging sample Reduces the damping ratio.

منابع و مأخذ:

1-رأفتی، ج.، خوشخویی، ش.، خمامی­زاده، ف.،حنایی، ک.، " تاثیر عملیات حرارتی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ AZ91"،  فصلنامه علمی پژوهشی شریف. 32، 41،-48، (1384).

2-LI Jing-yuan , XIE Jian-xin , JIN Jun-bing , WANG Zhi-xiang , ” Microstructural Evolution of AZ91 Magnesium Alloy During Extrusion and Heat Treatment” , Trans. Nonferrous Met. Soc. China , Vol. 22 , pp.1028-1034, 2012 .            

3-Jinghuai,Zhang,XiaodongNiua,XinQiua, KeLiua,ChangmingNanc,DingxiangTanga, JianMenga. “ Effect of yttrium-rich MischMetal on the Microstructures, Mechanical Properties and Corrosion Behavior of Die cast AZ91 Alloy”, Shanxi WenxiYinguang Magnesium Group, Shanxi.

4-Ming Tan , Zhaoming Liu , GaofengQuan ,” Effects of Hot Extrusion and Heat Treatment on Mechanical Properties and Microstructures of AZ91 Magnesium Alloy “ ,Energy Procedia, Vol. 16, pp.457-460, 2012.

5-CHEN Xian-hua, MAO Jian-jun, PAN Fu-sheng,PENGJian, WANG Jing-feng , ”Influence of Impurities on Damping Properties of ZK60 Magnesium Alloy”, Trans. Nonferrous Met. Soc. China , Vol. 20, pp.1305-1310, 2011.

6-WANG Jing-feng, GAO Shan, ZHAO Liang, LIANG Hao,HU Yao-bo, PAN Fu-sheng, “Effects of Y on Mechanical Properties and Damping Capacity of ZK60 Magnesium Alloys­“ , Physics, Mianyang 621900, China .

7-L.A. Dobrzanski , T. Tanski , L. Cizek , Z. Brytana , "Structure and Properties of Magnesium cast Alloys", Journal of Materials Processing Technology , Vol. 192, pp. 567–574, 2007.

8-ZHANG Zhen-yan, PENG Li-ming, ZENG Xiao-qin, DING Wen-jiang, “Effects of Cu and Mn on mechanical properties and damping capacity of Mg-Cu-Mn alloy” Trans. Nonferrous Met. Soc. China, Vol. 18, pp.55-58, 2008.

9-Zhenyan Zhang, Xiaoqin Zeng∗, Wenjiang Ding, “The influence of heat treatment on damping response of AZ91D magnesium alloy”, Materials Science and Engineering A, Vol. 392, pp. 150-155, 2005.

10-HU Xiao-shi, HE Xiao-dong, ZHENG Ming-yi, WU Kun, “Effect of small tensile deformation on damping capacities of Mg-1%Al alloy”, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, Vol.  20, pp. 444-447, 2010.

11-بیات ترک، ن.، پردیس، ن.، ابراهیمی، ر.، " بررسی قابلیت تغییر شکل منیزیم خالص و آلیاژ AZ91، در دمای پایین با کاربرد فرآیند اکستروژن برشی ساده "،  مجله علمی پژوهشی مواد نوین. جلد 1. شماره 2. (1389).

12-حیدر حسنی، غ.، محمودی، ر.، "معادله بنیادی تغییر شکل گرم ورق منیزیمی Mg-4Sn-1Ca"،  مجله علمی پژوهشی مواد نوین. جلد 5. شماره 2. (1393).

 13- ح. ر. عابدی، ع. زارعی هنزکی، ع. و س. م. سید محمود فاطمی ورزنه، " اثر عملیات همگن سازی بر رسوبات Mg17Al12 در آلیاژMg-3Al-Zn"،  نهمین سمینار مهندسی سطح و عملیات حرارتی ایران، (1378).