بررسی مکانیزم‌های نرم شدن و تعیین معادلات ساختاری در طی تغییر شکل داغ آلیاژ آلومینیوم 5456

شناخت مکانیزم‌های نرم شدن آلیاژهای نوردی آلومینیوم در طی شکل‌دهی داغ به منظور کنترل ساختار و ریزساختار و پیش‌بینی تنش سیلان جهت شبیه‌سازی صحیح فرآیند شکل‌دهی از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر، آزمایش فشار داغ جهت شناخت رفتار شکل‌دهی داغ آلیاژ آلومینیوم 5456 و تاثیر پارامتر‌های دما، کرنش و نرخ کرنش بر تنش سیلان آن‌ها انجام گرفت. نمونه‌های استوانه‌ای شکل از آلیاژ مذکور به قطر mm10 و ارتفاع mm15 در دماهای 400،350، 450، 500، ˚c550 و نرخ کرنش‌های 1، 0.1،‌ 0.01، 1s 0.001 تا کرنش 0.7 تغییر شکل داده شده و بلافاصله پس از پایان تغییر شکل داغ به منظور مطالعه ریزساختاری در آب کوئنچ شدند. بررسی منحنی‌های سیلان آلیاژ مذکور با استفاده از نتایج آزمایش فشار داغ نشان می‌دهد که با افزایش دمای تغییر شکل‌ و کاهش نرخ کرنش، تنش سیلان کاهش یافته و به دیل انرژی نقص در چیده شدن بالای آلومینیوم تمایل به بازیابی دینامیکی بیش از تبلورمجدد دینامیکی است. به کمک معادلات ساختاری، روابط لازم برای محاسبه تنش قله این آلیاژ در شرایط مختلف دما و نرخ کرنش بیان گردید و انرژی فعال‌سازی تغییر شکل داغ این آلیاژ kj.mol^-1 182 محاسبه شد.

Study of restoration mechanism and constitutive equations of AA5456 Aluminum alloy during hot deformation process

Understanding softening mechanisms of wrought aluminum alloy during hot deformation processes is important in order to control microstructure and to predict flow stress accurately in simulation. In this paper, hot compression tests have been done to study the hot deformation behavior of an A5456 aluminum alloy. The effect of temperature, strain and strain rate on flow behavior of the alloy has been studied as well. For this meaning, several cylindrical samples with respectively 10 and 15 mm in diameter and length have been subjected to the test at 350, 400, 450, 500 and 550 °C, strain rates of 0.001, 0.01, 0.1, 1 s1 and strain of 0.7. The samples where then immediately quenched in water in order to study the microstructure. Analysis of the strain – strain curves at different deformation conditions show that the flow stress decreases with increasing the test temperature and decreasing the strain rate. Because of high stacking fault energy of aluminum alloy, the dominant softening mechanism in this alloy is dynamic recovery. From experimental results, the equations governing the hot deformation behavior of the material have been determined at peak stress and activation energy of 182 KJ/mol for hot deformation process has been obtained.