توسعه ساختار فوق ریزدانه/ نانو در آلیاژ آلومینیوم 7075 با استفاده از فرایند نورد تبریدی و ارزیابی خواص آن

آلومینیوم 7075 به دلیل داشتن خواص ویژه¬ایی همچون چگالی کم، استحکام مناسب، مقاومت به خوردگی و شکل پذیری مطلوب و همچنین کاربرد¬های هوایی و خودروسازی، همواره مورد توجه محققین و صنعتگران بوده است. اما با توجه به کاربرد¬های حساس موجود در این صنایع، نیاز به استحکام بالا¬تر ورفتار سایشی مناسب¬تر در کنار انعطاف¬پذیری مطلوب نمایان است. در این پژوهش نورد تبریدی آلیاژ آلومینیوم 7075 ( نورد در دمای نیتروژن مایع) با هدف بهبود ساختار و خواص مکانیکی انجام پذیرفته است. در این راستا پارامتر¬های مدت زمان آنیل انحلالی قبل از نورد، میزان کاهش در سطح مقطع، دما و مدت زمان پیرسازی پس از نورد با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی با آرایه¬های متعامد l16 مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمون¬های کشش و سختی سنجی به منظور بررسی خواص مکانیکی، بررسی¬های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراش پرتو ایکس با هدف بررسی رسوبات و تعیین دانسیته نابجایی¬ها، آزمون سایش و بررسی مکانیزم¬های آن و مطالعه سطوح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام پذیرفته است. مدت زمان 5/5 ساعت برای آنیل انحلالی، کاهش در سطح مقطع 80 درصد و دمای 100 درجه سانتی¬گراد و زمان 30 ساعت برای فرایند پیرسازی به عنوان پارامتر¬های بهینه توسط طراحی آزمایش تعیین شده است. با اعمال پارامتر¬های بهینه استحکام کششی ??? تا ??? مگاپاسکال ( حدود 100 مگاپاسکال افزایش نسبت به آلومینیوم 7075 اولیه) و درصد افزایش طول ?? درصد (کاهش حدود 2 درصد نسبت به آلومینیوم ???? اولیه) حاصل شده است. بررسی¬های ریزساختاری کاهش اندازه دانه در محدوده ??? تا 600 نانومتر را نشان داده است. وجود دانه¬های فوق ریزدانه در کنار دانه¬های درشت¬تر ناشی از مرحله پیرسازی پس از نورد و تشکیل رسوبات نانومتری با متوسط اندازه ? الی ?? نانومتر به دلیل دانسیته بالای نابجایی¬های ناشی از عدم بازیابی دینامیکی منجر به دستیابی به این چنین خواصی شده است. سطوح شکست نمونه نورد شده با پارامتر¬های بهینه وجود دیمپل¬های بسیار ریز با نحوه شکست غالبا نرم را در نمونه¬های آلومینیوم نورد تبریدی – پیرسازی شده نشان داده است. بررسی¬های سطوح سایش وقوع مکانیزم خراشان را تایید کرده¬اند. خواص سایشی نمونه نورد تبریدی- پیرسازی شده نسبت به آلومینیوم 7075 اولیه به دلیل ریز شدن ساختار و تشکیل رسوبات ریز با دانسیته بالا بهبود یافته است.