بررسی تأثیر استرانسیم بر رفتار تغییرشکل داغ آلیاژ منیزیم- آلومینیم-روی (az80+x%sr)

آلیاژهای منیزیم کار شده اگرچه خواص مکانیکی بهتری نسبت به آلیاژهای ریختگی دارند، هنوز هم به دلیل شکل پذیری ضعیف منیزیم، کاربردهای آنها محدود می باشد. این نتیجه ی ساختار هگزاگونال فشرده منیزیم می¬باشد که در آنها لغزش در دستگاه لغزش شامل صفحات اصلی (0001) و جهت 20¯11 اتفاق می افتد. روش های متعددی برای بهبود عملکرد آلیاژهای کار شده مانند کاهش اندازه دانه، فعال سازی لغزش های غیرقاعده ای به وسیله آلیاژسازی و تضعیف بافت با استفاده از عناصر نادر خاکی و همچنین استرانسیم وجود دارد. به طور معمول بر روی آلیاژهای منیزیم فرایند ترمومکانیکی با هدف کاهش اندازه ی دانه در اثر تبلورمجدد دینامیکی و بهبود همزمان انعطاف پذیری و خواص استحکامی صورت می گیرد. همچنین، استرانسیم ریزدانگی در آلیاژهای منیزیم و آلومینیم را ثابت کرده است. در آلیاژهای منیزیم استرانسیم دار، رسوبات mg-al-sr تشکیل شده است که می توانند تبلورمجدد در طی تغییرشکل داغ را تحت تأثیر قرار دهند. در این تحقیق، رفتار کارداغ آلیاژ az80 توسط مقادیر مختلف استرانسیم مورد ارزیابی قرار گرفت. فرایند فشارداغ بر روی نمونه¬ها در محدوده دمایی 250c -450 c تحت نرخ کرنش های0/001-1 s-1 تا کرنش نهایی 0/6 انجام شد. برای شناخت عمیق تر مکانیزم های حاکم بر تغییرشکل داغ، ریزساختار نهایی تغییرشکل یافته توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نمودار های تنش– کرنش حقیقی نشان داد که با افزایش کرنش، ابتدا تنش سیلان افزایش و پس از رسیدن به تنش پیک کاهش یافته و سپس به حالت پایدار می رسد. در حقیقت تغییرات تنش به فعالیت پدیده های کارسختی و کارنرمی نسبت داده می¬شود. علاوه¬براین با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش سطح تنش سیلان کاهش یافته و از میزان تنش و کرنش پیک کاسته می شود. این موضوع به افزایش فعالیت مکانیزم¬های کارنرمی با افزایش دما و در نتیجه ترمیم گسترده ریزساختار نسبت داده می شود. همچنین، مشاهده شد که افزایش مقدار استرانسیم روی تنش و کرنش پیک تأثیر می¬گذارد. با افزایش مقدار کمی استرانسیم، تنش پیک ( σmax) به دلیل تخلیه آلومینیم از محلول جامد کاهش یافته و سپس با افزایش مقدار استرانسیم، به دلیل افزایش مقدار رسوب mg-al-sr به یک مقدار قابل توجهی، تنش پیک افزایش می¬یابد. همچنین، کرنش پیک (εp) در مقادیر کم استرانسیم به دلیل تسریع سینتیک تبلورمجدد دینامیکی کاهش می یابد و با افزایش مقدار استرانسیم، به دلیل افزایش غلظت استرانسیم در محلول جامد که منجر به قفل شدن مرزدانه ها و تعویق تبلور مجدد می شود، افزایش می یابد.