منصة الرسائل والاطاريح: تأثير الزركونيوم والنيكل على البنية المجهرية , قابلية التشكيل والخواص الميكانيكية لسبيكة ألمنيوم-مغنيسيوم-سيلكون

الخلاصة

تتمتع سبيكة AA6111 بأهمية كبيرة في التطبيقات الهيكلية للسيارات بسبب كثافتها المنخفضة وقوتها العالية وقابليتها الجيدة للتشكيل ومقاومتها الجيدة للتآكل. تهدف هذه الدراسة إلى دراسة تأثير إضافة الزركونيوم و/أو النيكل والدرفلة الباردة والتعتيق الاصطناعي على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكهروكيميائية لسبائك .AA6111 في هذه الدراسة تم تحضير السبائك ( AA6111، AA6111+0.54wt%Zr،AA6111+0.41wt%Ni و AA6111+0.43wt%Zr+0.85wt%Ni ) باستخدام طريقة السباكة بالتحريك. تم استخدام فرن الحث الكهربائي مع محرك رباعي الشفرات لسباكة جميع السبائك، مع مراعاة استخدام جو غاز الأرجون الخامل. تم اجراء معاملة التجانس الحرارية على أربع سبائك فقط عند درجة حرارة 500 درجة مئوية لمدة 8 ساعات. بعد ذلك، تمت درفلة جميع السبائك عند درجة حرارة الغرفة بمعدل سرعة ثابت قدره 32 دورة/الدقيقة حتى الوصول إلى معدل اختزال قدره 35٪ من السمك الأصلي خلال 14 تمريره من الدرفلة. تمت معاملة الصفائح المدرفلة حرارياً عند درجة حرارة 540 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة وأخمادها بالثلج متبوعة بمعاملة التعتيق الاصطناعي عند 180 درجة مئوية لمدة 10 ساعات. ثم خضعت العينات لتحليل التركيب الكيميائي، حيود الأشعة السينية (XRD)، مراقبة البنية الدقيقة، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، التحليل الطيفي المشتت للطاقة (EDS)، اختبارات الصلادة والشد والكهروكيميائية. كشف نمط XRD عن حيود الطور Mg2Si من سبيكة AA6111 و الاطوار الرئيسية ( Al3Zr وAl3Ni ) من سبيكة AA6111 مع إضافات الزركونيوم و/أو النيكل. أرتفعت قيم الصلادة للسبائك مع إضافة عناصر السبك (الزركونيوم والنيكل) وكذلك مع عملية الدرفلة على البارد والتعتيق الاصطناعي، ولكن أفضل نسبة تحسن للصلابة كانت لسبائك AA6111+0.41%Ni مع التجانس والتي بلغت 82.22% مقارنة بسبيكة AA6111 المصبوبة. أظهرت الخواص الكهروكيميائية ونتائج التآكل لسبيكة AA6111 تحسناً ملحوظاً بعد إضافة الزركونيوم و/أو النيكل في محلول 3.5% كلوريد الصوديوم ، حيث انخفض معدل التآكل من 16.074*10-3 mpy و 12.918*10-3 mpy من سبيكة AA6111 مع وبدون المجانسة, على التوالي, الى 4.523*10-3 mpy و 4.416*10-3 mpy من سبيكة AA6111+0.54wt%Zr مع وبدون المجانسة, على التوالي, والتي كانت أفضل مقاومة للتآكل حيث وصلت نسبة التحسن إلى 71.86% و 72.53% . زادت مقاومة الخضوع ومقاومة الشد للسبيكة الأساسية مع كل من الدرفلة على البارد والتعتيق الاصطناعي, حيث بلغت نسبة التحسن 15.69% و11.39% على التوالي. أظهرت جميع السبائك , دون استثناء , تحسنا ملحوظا وزيادة في مقاومة الخضوع ومقاومة الشد بعد الدرفلة على البارد والتعتيق الصناعي. ومع ذلك، فإن أفضل تحسن في YS وUTS كان مع إضافة الزركونيوم و/أو النيكل. أظهرت سبيكة AA6111+0.54wt%Zr بدون التجانس أفضل مقاومة خضوع ومقاومة شد، وكانت نسبة التحسن 75.16% و 28.47% على التوالي