اثر نورد سرد و آنيل كوتاه مدت روي ريزساختار و سختي آلياژ آلومينيم a356

Effect of cold rolling and short-term annealing on microstructure and hardness of A356 aluminum alloy

در اين پژوهش، اثر نورد سرد و عمليات حرارتي كوتاه‌مدت روي ريزساختار و سختي آلياژ آلومينيم 356a بررسي شد. مشاهدات ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري، آناليز كمّي با استفاده از نرم‌افزار كلمكس و آزمون سختي‌سنجي توسط سختي‌سنج برينل انجام شد. نتايج نشان داد كه فرايند نورد باعث ريز شدن، افزايش كرويت و كاهش نسبت طول به عرض ذرات سيليسيم و نيز حذف تخلخل‌هاي موجود در نمونه‌ي ريختگي شد. توزيع ذرات سيليسيم در مقطع rdnd نسبت به مقطع rdtd يكنواخت‌تر بود زيرا در فرايند نورد ورق تغييرات ابعادي فقط در جهات rd و nd رخ مي‌دهد و در نتيجه تغييرشكل پلاستيك بيش‌تري در مقطع rdnd به وجود آمده و توزيع ذرات سيليسيم كه كاملا وابسته به مقدار تغييرشكل پلاستيك است در اين مقطع يكنواخت‌تر شد. همچنين، نورد و عمليات حرارتي موجب ريزشدن دانه‌هاي آلومينيم از طريق فعالسازي مكانيزم‌هاي تبلورمجدد پيوسته و جوانه‌زني تحريك شده توسط ذرات شد. ذرات سيليسيم علاوه بر اين كه موجب توليد دانه‌هاي ريزتري شدند، از رشد اين دانه‌ها نيز جلوگيري كردند. فرايند نورد موجب افزايش سختي نمونه شد اما انجام عمليت حرارتي تا 300 ثانيه، سختي را كاهش داد. در نهايت، افزايش زمان عمليات حرارتي به 600 ثانيه به دليل كامل شدن مكانيزم تبلورمجدد پيوسته موجب افزايش سختي به ميزان 26% گرديد.

In this research, the effect of cold rolling and short-term heat treatment on the microstructure and hardness of A356 aluminum alloy were investigated. Microstructural observations by optical microscopy, quantitative analysis using Clemex software and hardness test by Brinell macrohardness were performed. The results showed that the rolling process led to refining, increasing the sphericity, and decreasing the aspect ratio of the silicon particles, as well as removal of porosity in the casting sample. The distribution of silicon particles at the RD-ND plane was more uniform than the RD-TD and section because during the rolling process, the dimensional changes occurs only in the RD and ND directions, resulting in more plastic deformation at the RD-ND plane, and the distribution of silicon particles which is totally dependent on the amount of plastic deformation became more uniform. Also, rolling and heat treatment caused the grain refinement of aluminum through activation of continuous recrystallization and particle stimulated nucleation (PSN) mechanisms. The presence of silicon particles resulted in formation of finer grains and also suppression of the grain growth. Rolling process increased the hardness of the sample, but the heat treatment up to 300 s reduced the hardness. Finally, increasing the heat treatment time to 600 s resulted in an increase in hardness of 26% due to the completion of the continuous recrystallization mechanism.