اصلاح ریزساختار و بهبود خواص مکانیکی آلیاژ منیزیم az91 با استفاده از فرآیند اصطکاکی هم‌زدنی

آلیاژهای منیزیم، به عنوان سبک‌ترین آلیاژها با کاربرد سازه‌ای، به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا پتانسیل قابل توجهی برای بهبود راندمان انرژی در سیستم‌های مختلف حمل‌و‌نقل دارند. در این پژوهش، تاثیر فرآیند اصطکاکی هم‌زدنی (fsp) بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ ریختگی az91 بررسی شده است. نشان داده شد که fsp قادر به حذف ساختار دندریتی، کاهش قابل توجه اندازه دانه، شکستن و انحلال جزئی فاز درشت بتا و تشکیل ترکیبات بین فلزی بتا با اندازه زیرِمیکرون می‌باشد. این اصلاحات ریزساختاری منجر به افزایش خواص مکانیکی شامل استحکام کششی و قابلیت جذب انرژی تا شکست به ترتیب؛ به میزان 48% و 283% نسبت به حالت ریختگی شده است. نشان داده شد که fsp می تواند منجر به تغییر مکانیزم شکست آلیاژ ریختگی  از حالت شکست حاکم-تورقیِ ترد  به شکست حاکم-دیمپلیِ نرم شود که این منجر به افزایش قابلیت اطمینان به قطعه، در کاربردهای حساس می‌شود؛ بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که fsp به عنوان یک فرآیند با قابلیت تغییر فرم پلاستیک شدید در دمای بالا، پتانسیل بالایی در بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژهای منیزیم ریختگی را دارد.

Modification of Microstructure and Enhancing Mechanical Properties of ascast AZ91 Magnesium alloy via Friction Stir Processing

Magnesium alloys, as the lightest structural alloys, due to their high strengthtoweight ratio offer significant potential for improving energy efficiency of various transportation systems. This paper addresses the influence of friction stir processing (FSP) treatment on the microstructure and mechanical properties of cast AZ91 Mg alloy. It is demonstrated that FSP treatment enables elimination of dendritic structure, significant grain refining, breakup and partial dissolution of coarse β and formation of ultrafine submicron Mg17Al12 particles. These microstructural modifications resulted in enhancement of mechanical properties in terms of tensile strength and energy absorption by 48% and 283%, respectively. It is shown that FSP treatment altered the failure mechanism of the alloy from brittle cleavagedominant mode to ductile dimpledominant mode which can increase the potential of Mg alloys to use in safetycritical application. Therefore, it can be concluded that FSP, as a process of sever plastic deformation at high temperature, has a great potential to tailor the microstructure and enhancing the mechanical properties of cast Mg alloys.