بررسی تاثیر عملیات حرارتی پیرسازی بر روی رفتار کارسختی آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱

آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ به دلیل خواص مکانیکی مطلوب و قابلیت عملیات حرارتی، در کاربردهای مهندسی بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش، تاثیر عملیات پیرسازی طبیعی و مصنوعی بر رفتار کارسختی این آلیاژ بررسی شده است. برای این منظور، نمونه ها ابتدا در دمای ۵۲۰ درجه سانتی گراد تحت عملیات آنیل محلولی قرار گرفتند و سپس به صورت سریع در آب کوئنچ شدند. نمونه های پیرسازی مصنوعی در دمای ۱۶۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲ تا ۲۰ ساعت و نمونه های پیرسازی طبیعی در دمای محیط به مدت ۱ تا ۱۰ روز نگهداری شدند. آزمون کشش طبق استاندارد ASTM E۸ انجام شد و توان کارسختی با استفاده از روابط هولومن و کراسارد-ژائول (CJ) تحلیل شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان پیرسازی مصنوعی و طبیعی، استحکام کششی از ۱۹۳ و ۱۶۳ مگاپاسکال به ترتیب به ۲۸۳ و ۲۱۷ مگاپاسکال افزایش می یابد، درحالیکه درصد ازدیاد طول تا شکست از ۲۱٪ و ۳۴٪ به ترتیب به ۱۲% و ۴/۱۴% کاهش پیدا می کند. مقدار توان کارسختی متوسط نیز با افزایش زمان پیرسازی مصنوعی از ۱۴/۰ به ۰۹/۰ کاهش یافت. تحلیل CJ نشان داد که رفتار کارسختی آلیاژ در سه مرحله مشخص رخ می دهد: مرحله اول با توان کارسختی بالا، مرحله دوم با کاهش محسوس توان کارسختی و مرحله سوم با مقدار منفی توان کارسختی (n < ۰) که ناشی از وقوع بازیابی در ساختار نابجایی ها می باشد. این نتایج نشان می دهد که هرچند عملیات پیرسازی منجر به افزایش استحکام می شود، اما در اثر اشباع چگالی نابجایی ها و درشت شدن رسوبات، قابلیت کارسختی و داکتیلیته آلیاژ بطور معناداری کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که پیرسازی طبیعی در مقایسه با پیرسازی مصنوعی توان کارسختی بالاتری را حفظ می کند که دلیل آن تشکیل رسوبات ریزتر و موثرتر در بازدارندگی حرکت نابجایی ها است.

کلیدواژه ها:

آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ ، آزمون کشش ، توان کارسختی ، پیرسازی طبیعی ، پیرسازی مصنوعی ، تحلیل CJ