بررسي اثر افزودن ليتيم و فرآيند اكستروژن داغ به صورت همزمان بر روي خواص مكانيكي كامپوزيت Al-15wt.% Mg2Si

The Simultaneous Effects of Li and Hot Extrusion on the Tensile Properties of In-situ Al-15%Mg2Si Composite

در اين تحقيق اثر عنصر ليتيم به عنوان اصلاح كننده بر روي ريزساختار و خواص كششي كامپوزيت درجا و اكسترود داغ شده Al-15wt.% Mg2Si بررسي شد. اين كامپوزيت به عنوان گروه جديدي از مواد سبك شناخته شده است، اما حضور فاز ترد Mg2Si كه در حين انجماد تشكيل مي شود كاربردهاي اين كامپوزيت را محدود ساخته است. كامپوزيت ها با درصدهاي مختلف ليتيم همگن و با نسبت اكسترود 18:1 اكسترود شدند. ريز ساختار و سطوح شكست كامپوزيت پس از اصلاح و اكستروژن توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني تحت بررسي قرار گرفت. خواص كششي آن نيز توسط تست كشش مورد آزمايش قرار گرفت. مشخص شد كه افزايش ليتيم تا 0/5 درصد سبب افزايش استحكام كششي نهايي از 164 MPa تا 248 MPa و درصد ازدياد طولي به ميزان 16 درصد شد.

This work was carried out to investigate the effect of different Li concentrations (0.15, 0.3,0.5 and 0.7) as a modifying agent on the microstructure and tensile properties of an in-situ Al-15%Mg2Si composite. Cast, modified and homogenized small ingots were extruded at 480 °C at extrusion ratio of 18:1 and ram speed of 1 mm/s. Various techniques including metallography, tensile testing and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the mechanical behavior, microstructural observations and fracture mechanisms of this composite. The results showed that 0.5%Li addition and homogenizing treatment were highly effective in modifying Mg2Si particles. The results also exhibited that the addition of Li up to 0.5% increases both ultimate tensile strength (UTS) and tensile elongation values. However, the tensile results slightly decrease with the addition of more Li (> 0.5 wt.%). The highest UTS and elongation values were found to be 248 MPa and 16% for homogenized and extruded Al-15%Mg2Si-0.5%Li composite, respectively. Fracture surface examinations revealed a transition from brittle fracture mode in as-cast composite to ductile fracture in homogenized and extruded specimens. This can be attributed to the changes in size and morphology of Mg2Si intermetallic and porosity content.