بررسی ریزساختار و خواص استحکامی آلیاژ ریختگی آلومینیوم سری 500 اصلاح شده با عنصر نادر خاکی ایربیوم

مهندسی متالورژی و مواد

دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 30، تیر 1402، صفحه 87-96   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2023.81595.1106

نویسنده

محمد علی پور^*

گروه مهندسی مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در این تحقیق اثر افزودن Er بر خواص کششی و ریزساختار آلیاژ ریختگی Al-3Mg-2.5Cu مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که با افزودن یک درصد وزنی Er به آلیاژ ریختگی، می‌توان دانه‌ها را ریز کرده و به ساختار یکنواخت رسید. ریزساختارها و سطوح شکست نمونه‌های آلیاژ آلومینیوم ریختگی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. در ضمن، افزودن Er ساختار یوتکتیک را اصلاح کرده و از یک ساختار نوک تیز و صفحه مانند درشت به یک ساختار فیبری و شاخه‌ای ریز تبدیل کرد. خواص کششی با افزودن Er تقویت شده و استحکام کششی نهایی Mpa 310 با افزودن یک درصد وزنی Er حاصل گردید. همچنین، مطالعات شکست‌نگاری نشان داد که حفره‌های ریزشده و دندریت‌ها از حالت کشیده و درشت به ساختار کروی تبدیل شده‌اند که دلیل اصلی استحکام کششی نهایی بالا بوده است. با افزودن 1 درصد وزنی Er ، 38 درصد بهبود خواص استحکامی نسبت به آلیاژ پایه بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عناصر نادر خاکی؛ خواص مکانیکی؛ ریزساختار

مراجع

[1] J. Hirsch, Aluminium in innovative light-weight car design, Mater. Trans. Vol. 52, pp. 818-824, (2011).

[2] T. Dursun, C. Soutis, Recent developments in advanced aircraft aluminium alloys, Mater. Des. Vol. 56, pp. 862-871, (2014).

[3] A. Haghparast, M. Nourimotlagh, M. Alipour, Effect of the strain-induced melt activation (SIMA) process on the tensile properties of a new developed super high strength aluminum alloy modified by Al-5Ti-1B grain refiner, Mater. Charac. Vol. 71, pp. 6-18, (2012).

[4] M. Alipour, M. Emamy, Effects of Al–5Ti–1B on the structure and hardness of a super high strength aluminum alloy produced by strain-induced melt activation process, Mater. Des. Vol. 32, pp. 4485-4492, (2011).

[5] M. Alipour, M. Emamy,  R. E. Farsani, M. H. Siadati,  H. Khorsand, Effects of a modified SIMA process on the structure, hardness and mechanical properties of Al-12Zn-3Mg-2.5Cu alloy, Iranian Journal of Materials Science and Engineering. Vol.  12, pp. 77-88, (2015).

[6] M. Alipour, B.G. Aghdam, H.E. Rahnoma, M. Emamy, Investigation of the effect of Al–5Ti–1B grain refiner on dry sliding wear behavior of an Al–Zn–Mg–Cu alloy formed by strain-induced melt activation process, Mater. Des. Vol. 46, pp. 766-775, (2013).

[7] M. Alipour, M. Emamy, S.H.S. Ebrahimi, M. Azarbarmas, M. Karamouz, J. Rassizadehghani, Effects of pre-deformation and heat treatment conditions in the SIMA process on properties of an Al-Zn-Mg-Cu alloy modified by Al-8B grain refiner, Materials Science and Engineering A. Vol. 528, pp. 4482-4490, (2011).

[8] M. Alipour, M. Emamy, M. Azarbarmas, M. karamouz, Effects of Al-5Ti-1B master alloy on the microstructural evaluation of a highly alloyed aluminum alloy produced by SIMA process, AIP Conference Proceedings, Vol. 1252, pp. 1060-1072, (2010).

[9] M. Alipour, M. Emamy, J. Rasizadeh, M. Karamouz, M. Azarbarmas, Effects of Al-8B grain refiner on the structure, hardness and tensile properties of a new developed super high strength aluminum alloy, TMS Annual Meeting,  Vol. 2, pp. 309-320, (2011).

[10] G.S. Pradeep Kumar, P.G. Koppad, R. Keshavamurthy, M. Alipour, Microstructure and mechanical behaviour of in situ fabricated AA6061–TiC metal matrix composites, Archives of Civil and Mechanical Engineering, Vol. 17,
pp. 535-544, (2017).

[11] M. Alipour, M. Emamy, J. Rasizadeh, M. Karamouz, M. Azarbarmas, Effects of Al-5Ti-1B grain refiner on the structure, hardness and tensile properties of a new developed super high strength aluminum alloy, TMS Annual Meeting, Vol. 3, pp. 833-842, (2011).

[12] M. Alipour, M. Azarbarmas, F. Heydari, M. Hoghoughi, M. Alidoost, M. Emamy, The effect of Al-8B grain refiner and heat treatment conditions on the microstructure, mechanical properties and dry sliding wear behavior of an Al-12Zn-3Mg-2.5Cu aluminum alloy” Materials and Design, Vol. 38, pp. 64-73, (2012).

[13] S.S. Mirjavadi, M. Alipour, A.M.S. Hamouda, M.K. Besharati Givi, M. Emamy,” Investigation of the effect of Al-8B master alloy and strain-induced melt activation process on dry sliding wear behavior of an Al-Zn-Mg-Cu alloy” Materials and Design, Vol. 53, pp. 308-316, (2014).

[14] B.M. Afshari, , S.S. Mirjavadi, Y.A. Dolatabad, M. Aghajani, M.K.B. Givi, M. Alipour, M. Emamy, "Effects of pre-deformation on microstructure and tensile properties of Al—Zn—Mg—Cu alloy produced by modified strain induced melt activation", Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), Vol. 26, pp. 2283-2295, (2016).

[15] M. Alipour, S.S. Mirjavadi, M.K. Besharati Givi, H. Razmi, M. Emamy, J. Rassizadehghani, "Effects of Al-5Ti-1B master alloy and heat treatment on the microstructure and dry sliding wear behavior of an Al-12Zn-3Mg-2.5Cu alloy", Iranian Journal of Materials Science and Engineering, Vol. 9, pp. 8-16, (2012).

[16] M. Alipour, M. Emamy, J. Rasizadeh, M. Azarbarmas, M. Karamouz, "Effect of predeformation and heat treatment conditions in the modified SIMA process on microstructural of a new developed super high-strength aluminum alloy modified by A1-8B grain refiner", TMS Annual Meeting, Vol. 3, pp. 843-853, (2011).

[17] M. Alipour, M. Emamy, J. Rasizadeh, M. Karamouz, M. Azarbarmas, "Effects of Al-8B grain refiner on the structure, hardness and tensile properties of a new developed super high strength aluminum alloy", TMS Annual Meeting, Vol. 2, pp. 309-320, (2011).

[18] B. Binesh, M. Aghaie-Khafri, RUE-based semi-solid processing: Microstructure evolution and effective parameters, Materials & Design, Vol. 95, pp. 268-286, (2016).

[19] B. Binesh, M. Aghaie-Khafri, "Microstructure and texture characterization of 7075 Al alloy during the SIMA process", Materials Characterization, Vol. 106, pp. 390-403, (2015).

[20] J. Buha,  R.N.  Lumley,  A.G.  Crosky, "Secondary ageing in an aluminium alloy 7050", Mater.  Sci.  Eng.  A, Vol. 492, p. 1, (2008).

[21] C.  Mondal,  A.K.  Mukhopadhyay,  T.  Raghu,  V.K.  Varma, "Tensile properties of peak aged 7055 aluminum alloy extrusions", Mater.  Sci.  Eng.  A, Vol. 454, p. 673, (2007).