بررسی تجربی تأثیر دمای ماده و پروفیل قالب بر خصوصیات مکانیکی و متالورژیکی محصولات آلیاژ آلومینیوم 6061 در فرآیند اکستروژن نیمه‌جامد مستقیم

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد

2 دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، دانشکده مهندسی هوا فضا

3 دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی مواد و متالورژی

چکیده

دو متغیر فرآیند اکستروژن نیمه­جامد مستقیم شامل دمای ماده نیمه­جامد در حین تغییر­شکل و پروفیل قالب توسط آزمایشات تجربی بر روی آلیاژ آلومینیوم 6061 که کاربرد وسیعی در صنایع هوایی و مواد کامپوزیتی دارد، بررسی شد. نتایج بررسی متالورژیکی و مکانیکی محصولات نشان می­دهند که قطعات اکسترود شده در دمای نیمه­جامد 620 درجه سلسیوس دارای ریزساختاری با دانه­های کروی همراه با انعطاف پذیری بهتر از نمونه­های اکسترود شده در دماهای دیگر می­باشند. همچنین بررسی­های متالوگرافی نشان دادند که تفاوت قابل توجهی بین قطعه اکسترود شده در قالب منحنی و قطعه اکسترود شده در قالب مخروطی از نظر ریزساختاری وجود ندارد. اما با توجه به نتیجه آزمون کشش نمونه اکسترود شده در قالب منحنی مشخص شد که این قطعه دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به قطعه اکسترود شده در قالب مخروطی است. دلیل این موضوع وجود تمرکز تنش بالاتر در قالب مخروطی می­باشد که باعث ایجاد تنش­های پس­ماند بیشتری در قطعه شده­است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Fan Z (2002) Semisolid metal processing. Inter Mater Rev 2(47):1–30.

[2] Lakshmi H, Vinay Kumar MC, Raghunath Kumar P, Ramanarayanan V, Murthy KSS, Dutta P (2010) Induction reheating of A356.2 aluminum alloy and thixocasting as automobile component. Trans Nonferrous Met Soc China: 961–967.

[3] Mohammadi H, Ketabchi M, Kalaki A (2011) Microstructure evolution and mechanical properties of back-extruded Al 7075 alloy in the semi-solid state. Int J Mater Form 10: 1022–1027.

[4] Vaneetveld G, Rassili A, Pierret JC, Lecomte-Beckers J (2010) Benefits of thixoforging hot-crack-sensitive Aluminium alloys at high solid fraction. Int J Mater Form 3: 783–786.

[5] Rikhtegar F, Ketabchi M (2010) Investigation of mechanical properties of 7075 Al alloy formed by forward thixoextrusion process. Mater Des 31: 3943–3948.

[6] Chen CP, Tsao C-YA (1996) Response of aluminium/graphite composite to deformation in the semi-solid state. J Mater Sci 31: 5027–5031.

[7] فرشته­صنیعی ف، کریمی م، سبز­علی پور م (1387) بررسی عددی و تجربی تأثیر پروفیل قالب بر نیروی مصرفی درفرآیند اکستروژن میله. نهمین کنفرانس مهندسی ساخت­ و تولید.

]8[جهانی ح، علینژاد م، حسینی پور س ج، گرجی ع، بخشی م (1386) بهینه­ سازی پروفیل قالب در فرآیند اکستروژن  سرد مستقیم.  دومین کنگره بین المللی مهندسی ساخت و تولید ایران.

[9] Noorani-Azad M, Bakhshi-Jooybari M, Hosseinipour SJ, Gorji A (2005) Experimental and numerical study of optimal die profile in cold forward rod extrusion of aluminum. J Mater Process Technol: 1572–1577.

[10] Mohammadi H, Ketabchi M, Kalaki A (2010) Microstructure evolution of semi-solid 7075 Aluminum alloy during reheating process. J.Mater Eng Per 20: 1256–1263.

[11] Yu D, Munroe PR, Bandyopadhyay S, Mouritz AP (1994) Recrystallization in SiC particulate reinforced 6061 aluminum metal matrix composites following low strain deformation. Scripta Metall 30: 927–932.

[12] تویسر­کانی ح (1388) شکل دادن فلزات. دانشگاه صنعتی اصفهان: 255- 257.

[13] Wang JG, Lu P, Wang HY, Jiang QC (2004) Effect of predeformation on the semisolid microstructure of Mg–9Al–0.6Zn alloy. Materials Letters 58: 3852–3856.

[14] Wabusseg H, Gullo G, Uggowitzer P, Steinhoff K, Kaufmann H (2002) Structure and properties of AIMgSi1 alloy tailored for semi-solid forming. J Mater Sci 37: 1173–1178.

[15] Kang CG, Kim NH, Kim BM (2000) The effect of die shape on the hot extrudability and mechanical properties of 6061 Al/Al2O3 composites. J Mater Process Technol 100: 53–62.

[16] Azushima A, Kopp R, Korhonen A, Yang DY, Micari F, Lahoti GD (2008) Sever Plastic Deformation (SPD) processes for metals. Manufacturing Technology: 716–735.

[17] Rokni MR, Zarei-Hanzaki A, Abedi HR, Haghdadi N (2012) Microstructure evolution and mechanical properties of backward thixoextruded 7075 aluminum alloy. Mater Des 36: 557–563.