بررسي خواص مكانيكي و تحولات ميكروساختاري آلياژ آلومينيومي AA1100 فرايند شده به روش فرايند اتصال پرس تجمعي

Mechanical properties and microstructure evolution of AA1100 aluminum sheet processed by Accumulative Press Bonding Process

روش تغيير شكل پلاستيك شديد، از جمله روش‌هاي توليد مواد نانو ساختار است كه در دو دهه اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است و فرايند اتصال پرس تجمعي (APB) يكي از جديدترين روشهاي تغيير شكل پلاستيك شديد براي توليد مواد فوق ريزدانه ميباشد. هدف از اين پژوهش، بررسي تاثير انجام فرايند APB بر روي خواص مكانيكي و متالوژيكي آلياژ AA1100 مي‌باشد. تغييرات ميكروساختاري آلياژ AA1100 قبل و بعد از انجام فرايند، با استفاده از ميكروسكوپ نوري بررسي شده است. نتايج حاصل از مطالعات ميكروساختاري نشان ميدهد كه اندازه كريستالي دانه‌هاي توليد شده به روش APB بعد از 6 پاس به حدود 950 نانومتر كاهش مي‌يابد. نتايج حاصل از تست كشش و ميكروسختي سنجي نيز نشان مي‌دهد كه با انجام فرايند APB، استحكام تسليم بعد از 6 پاس از 89 مگاپاسكال به 264 مگاپاسكال افزايش پيدا كرده است، بطوريكه افزايش تقريبا 3 برابري در استحكام مشاهده مي‌شود. مقدار سختي نيز بعد از 6 پاس فرايند APB از 38 ويكرز به 61 ويكرز افزايش پيدا مي‌كند. نتايج حاصل از اين مقاله نشان مي‌دهد كه تغييرات خواص مكانيكي حين فرايند APB، تطابق خوبي با تغييرات ريزساختاري دارد و از رابطه HallPetch تبعيت مي‌كند. دليل افزايش قابل توجه استحكام نيز مربوط به كرنش سختي و كاهش اندازه دانه‌ها مي‌باشد.

Sever plastic deformation process in one of the important methods to produce nanostructures materials that is highly regarded in two past decades. Accumulative press bonding (APB) is a novel variant of severe plastic deformation processes (SPD), which is devised to produce materials with ultrafine grain (UFG). In the present work, effect of APB technique on mechanical properties and microstructural of AA1100 alloy, were investigated. The study of the microstructure of AA1100 alloy was performed via optical microscopy. This article revealed that the grain size of the produced samples decreased to 950 nm, after six passes of APB process. The yield strength of AA1100 alloy after six passes of the process increased up to 264 MPa, which is three times higher than that of the ascast material (89 MPa). After six passes, microhardness values of AA1100 alloy increased from 38 to 61 HV. Furthermore, the results showed that the behavior of variations in mechanical properties are in accordance with the microstructural changes and it can be justified by using the HallPatch equation. Moreover, the rise in the yield strength can be attributed to the reduction of the grain size and strain hardening phenomenon.