پژوهشنامه ریخته گری

پژوهشنامه ریخته گری

بررسی اثر سرعت گرمایش در عملیات حرارتی پیرسازی غیرهمدما بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت درجای آلومینیم- آلومیناید نیکل

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد و صنایع، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل.‏
2 دانشیار، دانشکده مهندسی مواد و صنایع دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
10.22034/frj.2023.379722.1172
چکیده
در این تحقیق اثر سرعت گرمایش بر رفتار پیری غیرهمدما کامپوزیت درجای زمینه آلیاژ آلومینیم 2024AA تقویت شده با آلومیناید نیکل مورد مطالعه قرار گرفته است. آلومیناید نیکل به صورت درجا و در اثر افزودن 5/4 درصد وزنی نیکل در ضمن کامپوزیت‌سازی به روش ریخته‌گری همزنی در زمینه  آلیاژ آلومینیم 2024AA ایجاد شد. نتایج نشان داد که افزودن نیکل باعث می‌شود علی‌غم شکل‌گیری آلومیناید نیکل قابلیت رسوب‌گذاری زمینه آلیاژ آلومینیم 2024AA در ضمن عملیات حرارتی غیرهمدما کاهش یابد. همچنین با افزایش سرعت گرمایش در ضمن پیرسازی غیرهمدما مقدار رسوبات S-Al2CuMg شکل گرفته در ساختار کاهش پیدا می‌کند. با افزایش سرعت گرمایش حداکثر سختی در ضمن پیرسازی غیرهمدما کاهش یافته و در دماهای بالاتری بدست می‌آید. پیرسازی غیرهمدما کامپوزیت زمینه آلیاژ آلومینیم 2024 تقویت شده با آلومیناید نیکل با سرعت گرمایش 5 درجه سانتی‌گراد بر دقیقه منجر به افزایش سختی و استحکام کششی نهایی به ترتیب به میزان 17 و 22 درصد نسبت به زمینه آلیاژ آلومینیم 2024AA شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

 [1] ن. جعفری، م. سلطانیه، بررسی روش‌های اصلاح ترشوندگی بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت ‏آلومینیم‎/‎کاربید سیلیسیم تولید شده ‏به روش ریخته‌گری گردابی، پژوهشنامه ریخته‌گری، 1398، 3(1) 21-28.
 [2]ا. حمیدی، ح. ثقفیان لاریجانی، بررسی ریزساختار و خواص سایشی نانوکامپوزیت A356/Al2O3 تولید شده به روش ریخته‌گری هم‌زدنی, پژوهشنامه ریخته‌گری، 1396، 1(1) 59-68.
[3] L. Geng, K. Wu, Metal Matrix Composites, in:  Composite Materials Engineering, 2018, 2, 305-487.
[4] R. Gupta, B.S.S. Daniel, Impression creep behaviour of in-situ Al3Ti reinforced Al alloy composite fabricated by salt-melt reaction technique, Materials Today: Proceedings, 2018, 5, 16936-16945.
[5] I. Dinaharan, Liquid metallurgy processing of intermetallic matrix composites, in:  Intermetallic Matrix Composites, 2018, 167-202.
[6] T. Marlaud, A. Deschamps, F. Bley, W. Lefebvre, B. Baroux, Evolution of precipitate microstructures during the retrogression and re-aging heat treatment of an Al–Zn–Mg–Cu alloy, Acta Materialia, 2010, 58, 4814-4826.
[7] X. Yang, J. Chen, J. Liu, P. Liu, F. Qin, Y. Cheng, C. Wu, Spherical constituent particles formed by a multistage solution treatment in Al–Zn–Mg–Cu alloys, Materials characterization, 2013, 3, 79-88.
[8] D. Sadeghi-Nezhad, S.H. Mousavi Anijdan, H. Lee, W. Shin, N. Park, M.J. Nayyeri, H.R. Jafarian, The effect of cold rolling, double aging and overaging processes on the tensile property and precipitation of AA2024 alloy, Journal of Materials Research and Technology, 2020, 9, 15475-15485.
[9] Z. Wang, M. Chen, H. Jiang, H. Li, S. Li, Effect of artificial ageing on strength and ductility of an Al-Cu-Mg-Mn alloy subjected to solutionizing and room-temperature rolling, Materials Characterization, 2020, 165, 110383.
[10] Z. Feng, Y. Yang, B. Huang, M. Han, X. Luo, J. Ru, Precipitation process along dislocations in Al–Cu–Mg alloy during artificial aging, Materials Science and Engineering: A, 2010, 528, 706-714.
[11] W. Wang, Q. Pan, X. Wang, Y. Sun, J. Ye, G. Lin, S. Liu, Z. Huang, S. Xiang, X. Wang, Y. Liu, Non-isothermal aging: A heat treatment method that simultaneously improves the mechanical properties and corrosion resistance of ultra-high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy, Journal of Alloys and Compounds, 2020, 845, 156286.
[12] W. Huo, J. Shi, L. Hou, J. Zhang, An improved thermo-mechanical treatment of high-strength Al–Zn–Mg–Cu alloy for effective grain refinement and ductility modification, Journal of Materials Processing Technology,  2017,  239, 303-314.
[13] J. Zuo, L. Hou, J. Shi, H. Cui, L. Zhuang, J. Zhang, Enhanced plasticity and corrosion resistance of high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy processed by an improved thermomechanical processing, Journal of Alloys and Compounds, 2017, 716, 220-230.
[14] X. Peng, Y. Li, X. Liang, Q. Guo, G. Xu, Y. Peng, Z. Yin, Precipitate behavior and mechanical properties of enhanced solution treated Al-Zn-Mg-Cu alloy during non-isothermal ageing, Journal of Alloys and Compounds, 2018, 735, 964-974.
[15] J.-Z. Chen, G.-A. Li, X. Cai, J.-T. Jiang, W.-Z. Shao, L. Yang, L. Zhen, Microstructure evolution and the resulted influence on localized corrosion in Al-Zn-Mg-Cu alloy during non-isothermal aging, Materials, 2018, 11, 720.
[16] J. Jiang, W. Xiao, L. Yang, W. Shao, S. Yuan, L. Zhen, Ageing behavior and stress corrosion cracking resistance of a non-isothermally aged Al–Zn–Mg–Cu alloy, Materials Science and Engineering: A, 2014, 605, 167-175.
[17] X. Peng, Q. Guo, X. Liang, Y. Deng, Y. Gu, G. Xu, Z. Yin, Mechanical properties, corrosion behavior and microstructures of a non-isothermal aging treated Al-Zn-Mg-Cu alloy, Materials Science and Engineering: A, 2017, 688, 146-154.
[18] R. Farajollahi, H.J. Aval, R. Jamaati, Evaluating of the microstructure, texture, and mechanical properties of AA2024-Al3NiCu composites fabricated by the stir casting process, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 2022, 37, 204-218.
[19] C. Luo, Role of microstructure on corrosion control of AA2024-T3 aluminum alloy, The University of Manchester (United Kingdom), 2011.
[20] G. Mrówka-Nowotnik, J. Sieniawski, Analysis of intermetallic phases in 2024 aluminium alloy, in: Solid State Phenomena, Trans. Tech. Publ., 2013, 238-243.
[21] Y. Zhu, K. Sun, G.S. Frankel, Intermetallic phases in aluminum alloys and their roles in localized corrosion, Journal of the Electrochemical Society, 2018, 165, C807-C820.
[22] L.F. Mondolfo, Aluminum alloys: structure and properties, Elsevier, 2013.
[23] I. Lee, C. Hsu, C. Chen, N. Ho, P. Kao, Particle-reinforced aluminum matrix composites produced from powder mixtures via friction stir processing, Composites Science and Technology, 2011, 71, 693-698.
[24] Z. Rahmati, H.J. Aval, S. Nourouzi, R. Jamaati, Microstructural, tribological, and texture analysis of friction surfaced Al-Mg-Cu clad on AA1050 alloy, Surface and Coatings Technology, 2020, 397, 125980.
[25] J.T. Kim, V. Soprunyuk, N. Chawake, Y.H. Zheng, F. Spieckermann, S.H. Hong, K.B. Kim, J. Eckert, Outstanding strengthening behavior and dynamic mechanical properties of in-situ Al–Al3Ni composites by Cu addition, Composites Part B: Engineering, 2020, 189, 107891.
[26] G. Li, W. Jiang, F. Guan, J. Zhu, Z. Zhang, Z. Fan, Microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of A356 aluminum/AZ91D magnesium bimetal prepared by a compound casting combined with a novel Ni-Cu composite interlayer, Journal of Materials Processing Technology, 2021, 288.
[27] J.-q. Han, J.-s. Wang, M.-s. Zhang, K.-m. Niu, Relationship between amounts of low-melting-point eutectics and hot tearing susceptibility of ternary Al− Cu− Mg alloys during solidification, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2020, 30, 2311-2325.
[28] Y. Yoshida, H. Esaka, K. Shinozuka, Effect of solidified structure on hot tear in Al-Cu alloy, in: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, 2015, 012059.
دوره 6، شماره 3 - شماره پیاپی 21
زمستان 1401
زمستان 1401
صفحه 183-194

  • تاریخ دریافت 15 دی 1401
  • تاریخ بازنگری 21 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش 23 تیر 1402