بررسي تاثير يك روش تغيير شكل پلاستيكي شديد تركيبي بر رفتار تغيير شكل گرم آلياژ منيزيم Mg-3Al-1Zn

Evaluation of the effects of a combined severe plastic deformation method on the hot deformation behavior of Mg-3Al-1Zn magnesium alloy

هدف اصلي اين پژوهش، تهيه ي لوله هاي جدار نازك فوق ريزدانه از جنس آلياژ منيزيم AZ31 با داكتيليتي بالا در دماي بالا است. بدين منظور، يك روش تغيير شكل پلاستيك شديد تركيبي كه شامل روش فشار در كانال لوله اي موازي زاويه دار يا پي تي كپ و روش اكستروژن معكوس لوله يا تي بي اي است، به كار گرفته شد. به طوري كه ابتدا روش پي تي كپ بر روي نمونه هاي لوله اي شكل، در دماي 300°C انجام شد و سپس نمونه ها در دماي 300°C مورد فرآيند تي بي اي واقع شدند. بعد از انجام پي تي كپ، يك ساختار گردنبندي كه شامل دانه هاي بزرگ احاطه شده با دانه هاي ريز تبلور مجدد شده بود، مشاهده گرديد و ميانگين اندازه دانه از 520 μm به 11. 1 μm رسيد. در مرحله بعد، پس از انجام تي بي اي، مشاهده شد كه ساختاري فوق ريزدانه با اندازه دانه ي ميانيگن 8. 6 μm پديد آمد. پس از انجام اين فرآيند تركيبي، مقدار سختي نمونه ها از37 HV به 69 HV افزايش يافت. مطالعات تست كشش گرم در دماي 400°C نشان گر وقوع تغيير طول تا شكست 181% درصد براي نمونه ي پي تي كپ و تي بي اي شده بود در حالي كه همين مقدار براي نمونه ي خام اوليه برابر 55% درصد بود. تصاوير شكست نگاري اس اي ام گوياي آن بودند كه در نمونه هاي آزمون كشش گرم، غالبا شكست داكتيل اتفاق افتاده است كه ناشي از جوانه زدن ميكروفضاهاي خالي و متعاقبا رشد و تداخل آن ها با يك ديگر بوده است.

The main goal of this study is achieving thin-walled AZ31 magnesium alloy tubes with high ductility at elevated temperature. For this purpose, a combined severe plastic deformation method, including parallel tubular channel angular pressing (PTCAP) and tube backward extrusion (TBE) was used. First, PTCAP process was applied on tubular samples at 300°C and then, TBE process was performed at 300°C. After PTCAP, a necklace like microstructure, large gains surrounded by a large number of tiny recrystallized ones, was observed and the average grain size of the material decreased from 520 µm to 11.1 µm. At the next stage, After TBE, an ultra-fine grain microstructure with an average grain size of 8.6 µm was formed. After performing this combined method, the hardness value of the PTCAP and TBE processed sample increased from 37 HV to 69 HV. Hot tensile testing studies at 300°C revealed an elongation to failure value of 181% for the PTCAP and TBE processed sample, while this value for as-received sample was 55%. Fractographic SEM images showed that predominately ductile fracture was occurred in all hot tensile specimens due to nucleation of microvoids and their subsequent growth and coalescence with each other.