اثر دما و زمان هموژن سازی، طراحی قالب بر روی تشکسل عیوب اکستروژن در آلیاژ 2024 و خواص مکانیکی محصول مورد بررسی قرار گرفت . همچنین تاثیر این پارامترها بر روی سرعت ماکزیمم (بالاترین سرعت خروج محصول قبل از تشکیل ترکهای سرعتی و تاول روی سطح محصول) و فشار حداکثر به دست آمد. دو دمای هموژن سازی 460 و 500 درجه سانتی گراد و سه زمان گرم کردن (4،8،12 ساعت ) و نگهداری (6،12،24 ساعت ) و سرد کردن (2،4،8 ساعت ) به روی بیلت ها اعمال گردید و اکسترود شدند. دو نوع قالب تخت و مدرن برای اکسترود بیلت های تهیه شده در شرایط یکسان مورد آزمایش قرار گرفت . نتایج نشان داد که مناسبترین دمای هموژن سازی برای آلیاژ 2024 با توجه به درصد عناصر مس و منیزیم 500 درجه سانتیگراد است و بهترین خواص مکانیکی برای هموژن سازی با گرم کردن 8 ساعت ، نگهداری 24 ساعت و سردکردن 2 ساعت حاصل می شود. به عنوان یک نتیجه می توان گفت برای رسیدن به بالاترین سرعت ماکزیمم، هموژن سازی با بالاترین سرعت سردکردن (230 c/hr) و بالاترین زمان نگهداری (24 ساعت ) مطلوب است . در فرایند اکستروژن استفاده از قالب های مدرن نتایج بهتری را حاصل می کند و تشکیل عیوب اکستروژن را به تعویق می اندازد.

در فرآیند آندایزینگ سخت آلومینیم، اکسید سخت و ضخیمی از طریق اکسیداسیون آندی بدست می اید که امکان کاربرد آن را در ساخت پیستون ها، سیلندرها، چرخ دنده ها و غیره فراهم می سازد. در پژوهش حاضر فرآیند مذکور بر روی آلیاژهای 1100، 6061 و 7075 آلومینیم تحت شرایط مختلف اعمال شده است . در عملیات آندایزینگ سخت این آلیاژهای در دو نوع محلول الکترولیت شامل اسیدی ساده براساس فرآیند مارتین m.h.c و مخلوط اسیدی بر مبنای فرآیند آلومیلایت مورد استفاده قرار گرفته است . تاثیر عوامل مختلفی از قبیل چگالی جریان، دمای محلول الکترولیت و زمان عملیات بر روی مشخصات پوشش مانند ضخامت ، سختی، ظاهر پوشش و ساختار فیلم آندی مورد بررسی قرار گرفته است . عمل آندایزینگ با جریان مستقیم و در چگالی جریان ثابت انجام شده، نتایج حاصله از آزمایش ها از طریق مقایسه با نتایج ارائه شده در منابع مورد ارزیابی قرار گرفته است .

بررسی پدیده بازیابی و تبلور مجدد و نقش عناصر میکروآلیاژی بر این پدیده ، در طراحی عملیات ترمومکانیکی از اهمیت خاصی برخوردار است، بطوریکه کنترل فرایند بازیابی و تبلور مجدد منجر به اصلاح موثر دانه ها خواهد شد.

در این پژوهش تاثیر عناصر ‏‎si, mg‎‏ و ‏‎fe‎‏ و عوامل ترمومکانیکی بر خواص الکتریکی و مکانیکی آلیاژ آلومینیوم مورد استفاده در خطوط انتقال نیرو مورد بررسی قرار گرفت.در این راستا آلیاژهای مختلفی از سری ‏‎8000‎‏ آلومینیوم، انتخاب و به صورت ‏‎batch‎‏ ریخته گری شد. به نظر به اینکه باید پس از ریخته گری، شمش ها در کارخانه سیم و کابل تبریز (سیمکات) نورد و کشیده می شدند. لذا سطح مقطع و طول شمش بر اساس شرایط قالب ‏‎properzi‎‏ کارخانه سیمکات محاسبه و جهت دستیابی به سرعت سرمایشی مشابه خط تولید کارخانه سیمکات، قالبی مسی و آبگرد طراحی و ساخته شد.با تغییر درصد عناصر ‏‎si, mg‎‏ و ‏‎fe‎‏، 5 نوع آلیاژ با خواص الکتریکی و مکانیکی مختلف تولید شد. پس از ریخت گری، شمش ها در کارخانه سیمکات تا دمای ‏‎430 c‎‏ پیشگرم شده و با عملایت نورد گرم به میزان 2/93% کاهش سطح مقطع یافتند. سپس مفتول ها تحت عملایت کشش سیم، به میزان 54% کاهش مقطع یافته و به سیم تبدیل شدند. در نهایت نمونه هایی از سیم ها و شمش های ریخته شده تهیه گردید و آزمایش های الکتریکی و مکانیکی روی آنها انجام گرفت. از نتایج آزمایش های فوق مشخص گردید: افزایش سرعت سرد کردن سبب کاهش، و افزایش دمای فوق ذوب سبب افزایش مقاومت الکتریکی آلیاژ گردید. افزایش آهن تا حدود 3/0% وزنی، سبب کاهش مقاومت الکتریکی شد، اما افزایش سیلیسیم و منیزیوم سبب افزایش مقاومت الکتریکی گردید. البته مشخص شد نسبت عنصر آهن به عنصر سیلیسیم نقش تعیین کننده ای در هدایت الکتریکی آلیاژ دراد، به گونه ایکه با ازیش این نسبت به حدود 5/2، مقاومت الکتریکی به کمترین میزان خود رسید، اما با افزایش بیشتر آن، مقاومت الکتریکی آلیاژ افزایش یافت. همچنین افزیش عنصر آهن با ایجاد رسوبات پراکنده و تثبیت ساختار فرعی به وسیله این رسوبات، سبب پایدار حرارتی آلیاژ هادی شد. در مجموع افزایش عناصر آلیاژی سبب افزایش استحکام و سختی آلیاژ گردید.

در طی این پژوهش، دو فلزی های دولایه و سه لایه مس - آلومینیم از روش جوش سرد نوردی تولید شده اند. اثر کاهش ضخامت اعمالی بر استحکام جوش سرد بررسی و مکانیزم موثر در تغییرات استحکام باند با نظریه میکروپین ها توضیح داده شده است. تغییر استحکام جوش سرد در اثر آنیل کوتاه مدت مورد ارزیابی قرار گرفته و با اعمال کاهش ضخامت های مختلف طی نورد روند تغییرات هدایت الکتریکی دو فلزی آلومینیوم و مس مورد تحقیق واقع گردیده است. مشاهدات نشان می دهند که روند تغییرات الکتریکی و استحکام باند در اثر تغییر کاهش ضخامت اعمالی مشابه می باشند. بر همین اساس یک روش جدید آزمون غیرمخرب به کمک آزمایش هدایت الکتریکی برای ارزیابی استحکام و کیفیت باند پیشنهاد شده است. در بخش دیگر این پژوهش نمونه های دو فلزی سه لایه مس - آلومینیوم - مس در دمای 250 درجه سانتیگراد از 1 تا 1000 ساعت در یک کوره الکتریکی آنیل شده اند. به کمک میکروسکوپ نوری و الکترونی، افزایش ضخامت فازهای بین فلزی با گذشت زمان آنیل بررسی گردیده اند. به منظور شناسایی ترکیب استوکیومتری فازهای بین فلزی آنالیز ‏‎eds‎‏ به صورت نقطه ای انجام گرفته است. نتایج آزمایش ها مبین آن است که لایه های میانی از فازهای بین فلزی مختلفی تشکیل می شود که هر لایه شامل فاز جداگانه ای است لایه های شناسایی شده از طرف آلومینیم به ترتیب ‏‎cual2, cua1‎‏، محلول فوق اشباع آلومینیوم در مس ‏‎cu3a1, cu4al3‎‏ می باشند. همچنین نتایج نشان می دهند که مکانیزم رشد فازهای بین فلزی یک تحول منحصرا دیفوزیونی نیست بلکه واکنش شیمیایی بین مس و آلومینیوم نیز بر چگونگی تشکیل فازها موثر است. توسط آزمایش لایه کنی ‏‎(peeling test)‎‏ استحکام باند در نمونه هایی که ضخامت های مختلفی از فازهای بین فلزی در فصل مشترک مس - آلومینیوم رشد داده شده بود، مورد سنجش قرار گرفته است. به کمک یک میکرو اهم متر دقیق مقاومت ویژه نمونه های با ضخامت های مختلف از فازهای بین فلزی اندازه گیری شده است. مشاهدات نشان می دهند که با افزایش ضخامت لایه های بین فلزی، استحکام باند کاهش یافته و مقاومت ویژه دو فلزی افزایش می یابد. همچنین، تحلیل ریاضی نورد تسمه های دو و سه لایه از روش حد فوقانی ‏‎(upper bound)‎‏ انجام و یک مدل ریاضی ارائه شده است. به کمک این مدل ریاضی می توان بین فاکتورهای موثر در جوش سرد نوردی که عبارتند از، توان لازم برای نورد، نیروی لازم برای نورد، قطر غلطکها، سرعت خطی غلطکها، فاکتور اصطکاک، تنش تسلیم دو فلز، ضخامت اولیه لایه ها، ضخامت نهایی لایه ها و... ارتباط برقرار کرد. با استفاده از یک بسته نرم افزاری به نام ‏‎gino‎‏ مدل ریاضی متمایز شده است. از مینیمم کردن میتوان محاسبه و پیش بینی نمود برای ایجاد جوش متالورژیکی از روش نورد به چه توان و نیرویی نیاز است. همچنین ضخامت نهائی لایه های دو فلزی بعد از نورد با استفاده از مدل ارائه شده قابل محاسبه و پیش بینی می باشد.