تاثیر تغییر شکل پلاستیک شدید روی رفتار پیری طبیعی آلیاژ آلومینیوم 2024
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینسعید خانی مقانکی 1 , محسن محسن کاظمی نژاد 2
1 - دانشجوی دکترای دانشکده مهندسی و علم مواد-دانشگاه صنعتی شریف-تهران-ایران
2 - استاد دانشکده مهندسی و علم مواد-دانشگاه صنعتی شریف- تهران-ایران
کلید واژه: تغییر شکل پلاستیک شدید, پیری طبیعی, آلومینیوم 2024,
چکیده مقاله :
رفتار رسوبگذاری و تغییرات سختی آلیاژ آلومینیوم 2024 حلسازی شده، پس از تغییر شکل پلاستیک شدید و حین پیری طبیعی بررسی شده است. حین فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید (کرنش در حدود 1)، مناطق GPB[1] یا خوشههای اتمی Cu-Mg به صورت دینامیکی تشکیل میشوند. این موضوع با حذف اثر تشکیل مناطق GPB یا خوشههای اتمی Cu-Mg از منحنی آنالیز گرماسنجی افتراقی تایید میشود. تشکیل دینامیکی این فازها حین فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید سبب کاهش سینتیک پیری طبیعی نمونه تغییر شکل پلاستیک شدید یافته، نسبت به نمونه بدون تغییر شکل میشود. از طرفی مقایسه این پژوهش با مطالعات قبلی نشان میدهد که تشکیل فازهای نیمه پایدار در محدودههای کم کرنش فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید اتفاق میافتد، این در حالی است که در کرنشهای بالاتر تشکیل رسوبات پایدارتر محتملتر هستند.
[1]. Guinier–Preston–Bagaryatsky
The precipitation behavior and the hardness evolution of AA2024 under severe plastic deformation (SPD) and natural ageing have been studied. During SPD process, GPB zones/Cu-Mg co-clusters are dynamically precipitated. This is confirmed by elimination of GPB zones/Cu-Mg co-clusters formation effect in differential scanning calorimetery (DSC) study of deformed and undeformed samples. The occurrence of GPB zones or Cu-Mg co-clusters formation during SPD process reduces natural ageing kinetics of deformed samples. The formation of metastable phases at strain ~ 1 has been privileged in comparison with that of stable phases.
1. W. F. Smith, “Structure and properties of engineering alloys”. 2nd ed. New York: McGraw-Hill; 1993.
2. I. N. Khan, M. J. Starink and J. L. Yan, ‘A model for precipitation kinetics and strengthening in Al–Cu–Mg alloys’, Materials Science and Engineering A, Vol. 472, pp. 66-74, 2008.
3. A. M. Zahra, C. Y. Zahra and B. Verlinden, “Comments on “Room-temperature precipitation in quenched Al–Cu–Mg alloys: a model for the reaction kinetics and yield-strength development”, Philosophical Magazine Letters, Vol. 86, pp. 235-242, 2006.
4. A. Charai, T. Walther, C. Alfonso, A. M. Zahra and C.Y. Zahra, “Coexistence of clusters, GPB zones, S′′-, S'- and S-phases in an Al-0.9% Cu-1.4% Mg alloy”, Acta Materialia, Vol. 48, pp. 2751-2764, 2000.
5. B. Klobes, K. Maier and T. E. M. Staab, “Natural ageing of Al–Cu–Mg revisited from a local perspective”, Materials Science and Engineering A, Vol. 528, pp. 3253-3260, 2011.
6. S. C. Wang, M. J. Starink and N. Gao, “Precipitation hardening in Al–Cu–Mg alloys revisited”, Scripta Materialia, Vol. 54, pp. 287-291, 2006.
7. M. J. Starink, N. Gao and J. L. Yan, “The origins of room temperature hardening of Al–Cu–Mg alloys”, Materials Science Engineering A, Vol. 387-389, pp. 222-226, 2004.
8. M. J. Starink, N. Gao, L. Davin, J. Yan and A. Cerezo, “Room temperature precipitation in quenched Al–Cu–Mg alloys: a model for the reaction kinetics and yield strength development”,
Philosophical Magazine, Vol. 85, pp. 1395-1417, 2005.
9. M. H. Farshidi, M. Kazeminezhad and H. Miyamoto, “On the natural aging behavior of Aluminum 6061 alloy after severe plastic deformation”, Materials Science and Engineering A, Vol. 580, pp. 202-208, 2013.
10. Y. Huang, J. D. Robson and P. B. Prangnell, “The formation of nanograin structures and accelerated room-temperature theta precipitation in a severely deformed Al–4 wt.% Cu alloy”, Acta Materialia, Vol. 58, pp. 1643-1657, 2010.
11. Y. H. Zhao, X. Z. Liao, Z. Jin, R. Z. Valiev and Y. T. Zhu, “Microstructures and mechanical properties of ultrafine grained 7075 Al alloy processed by ECAP and their evolutions during annealing”, Acta Materialia, Vol. 52, pp. 4589-4599, 2004.
12. میثم میرزایی، محمدرضا روشن، سیروس جواد پور، افزایش شدید خواص مکانیکی آلیاژ 2024 با اعمال یک پاس کرنش نورد، مجله مواد نوین، جلد 4، شماره 3، صفحه 67-78، 1393.
13. S. B. Kang, C. Y. Lim, W. K. Hyoung and J. Mao, “Microstructure evolution and hardening behavior of 2024 aluminum alloy processed by the severe plastic deformation”, Materials Science Forum, Vol. 396-402, pp. 1163-1168, 2002.
14. M. Murayama, Z. Horita and K. Hono, “Microstructure of two-phase Al-1.7 at% Cu alloy deformed by equal-channel angular pressing”, Acta Materialia, Vol. 49, pp. 21-29, 2001.
