بررسی اثر اسکاندیم بر خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم سری ۷۰۰۰ تحت عملیات ترمومکانیکی

در این پژوهش خواص مکانیکی آلیاژ ریختگی Al-Zn-Mg-Cu با %۰/۱Zr و%۰/۱Sc که تحت عملیات هموژن، انحلال و ترمومکانیکی با هدف افزایش کسر حجمی رسوبات استحکام بخش MgZn۲ و Al۳(Sc,Zr) قرار گرفتند، به کمک سختی سنجی، بررسی های میکروسکپی و آزمایش کشش و تحلیل نرم افزاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اولا نتایج سختی تناسب خوبی با نتایج خواص کششی آلیاژها دارد و ثانیا استحکام آلیاژ با عملیات ترمومکانیکی نسبت به عملیات T۶ از ۴۹۲MPa به ۶۲۰MPa رسیده و % ۲۶ افزایش یافته و ازدیاد طول نیز از %۸ به %۱۷ افزایش یافته و %۱۰۰ ارتقاء یافته است. بررسیهای میکروسکوپی ریزساختار و مقطع شکست نشان داد که نانوذرات Al۳(Sc,Zr) به طور یکنواخت در بین ذرات MgZn۲ توزیع شده اند و شکست آلیاژ از نوع نیمه نرم بوده و در مقطع شکست نیز نانوذراتی به اندازه کمتر از ۱۰ نانومتر در انتهای دیمپل ها مشاهده شد. همچنین کسرحجمی نانوذرات در کل ریزساختار نمونه های عملیات ترمومکانیکی بسیار بیشتر از نمونه های تحت عملیات حرارتی T۶ بوده است: به طوریکه درصد رسوبات Al۳(Sc,Zr) از کمتر از % ۱ در عملیات T۶ به %۸/۲۸ در عملیات ترمومکانیکی با کوئنچ کنترل شده (با %۵۰ تغییر شکل) رسیده است. شاخص QI در نمونه های عملیات ترمومکانیکی شده %۱۹ بیش از نمونه های T۶ است به طوری که این شاخص از ۶۴۱ در عملیات T۶ به ۷۶۰ در نمونه های تحت عملیات ترمومکانیکی رسیده است که ناشی از مورفولوژی رسوبات، کسر حجمی رسوبات، توزیع یکنواخت آنها در زمینه، و نانو اندازه بودن رسوبات در نمونه های تحت عملیات ترمومکانیکی است.

Keywords:

عملیات ترمومکانیکی- آلیاژ Al-Zn-Mg-Cu , اسکاندیم , زیرکونیم , آلیاژ سری ۷۰۰۰