تاثیر فرایند مکانیکی-حرارتی بر ریزساختار و خواص مکانیکی برنج cu-35zn

در این پژوهش تحولات ریزساختاری و تغییرات خواص مکانیکی آلیاژ برنج cu-35zn در اثر نورد سرد و آنیل از طریق کنترل سینتیک پدیده های بازیابی و تبلورمجدد مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی انجام این تحقیق تعیین شرایط بهینه جهت دست یابی به بیشترین میزان چقرمگی (سطح زیر منحنی تنش کرنش) با ریزساختار دوگانه شامل توزیع دانه های ریز و درشت در کنار هم و تبلورمجدد جزئی است. بدین منظور دو مسیر برای رسیدن به هدف تعریف شده مد نظر قرار داده شد. در روش اول ورق های برنجی آنیل شده به میزان 60، 75 و 90 درصد نورد سرد و در دماهای 300 تا 550 درجه سانتیگراد در کوره الکتریکی آنیل شدند. نتایج بررسی های انجام شده نشان داد در محدوده دمایی تبلورمجدد جزئی به علت استحکام بالا ناشی از نواحی تبلورمجدد نشده و همچنین در محدوده دمایی کاملا تبلورمجدد شده به علت انعطاف پذیری بالا ناشی از دانه های تبلورمجدد شده، چقرمگی بالایی حاصل شد. در روش دوم به منظور انجام عملیات آنیل در محیط های با نرخ انتقال حرارت بالاتر و دست یابی به خواص مکانیکی بهتر نمونه های 90 درصد نورد سرد شده به مدت 10 دقیقه در کوره حمام نمک آنیل شدند. تعدادی از نمونه ها در محدوده دمایی بازیابی (250درجه سانتیگراد)، تعدادی در محدوده دمایی تبلورمجدد (450 درجه سانتیگراد) و تعدادی نیز به منظور بررسی رقابت بین بازیابی و تبلورمجدد ابتدا در محدوده دمایی بازیابی و سپس در محدوده دمایی تبلورمجدد آنیل شدند. نتایج آزمون کشش نشان داد که برای نمونه های آنیل شده در محدوده دمای بازیابی، با کاهش دانسیته نابجایی ها در حضور دوقلوهای مکانیکی انعطاف پذیری به مقدار کم افزایش یافت. در محدوده دمای تبلورمجدد در زمان های آنیل 1 و 5 دقیقه با ایجاد تبلورمجدد جزئی و در زمان آنیل 10 دقیقه با ایجاد ریزساختار دوگانه استحکام و انعطاف پذیری بهبود پیدا کرد. در نمونه هایی که در دو محدوده دمایی بازیابی و تبلورمجدد آنیل شدند، بازیابی بخش کمی از انرژی ذخیره شده را مصرف کرده و با افزایش سهم بازیابی نسبت به تبلورمجدد در نمونه ها، به علت انجام تبلورمجدد جزئی استحکام کششی و استحکام تسلیم افزایش و انعطاف پذیری کاهش یافت. مقایسه نتایج در دو روش نشان داد که چقرمگی در کوره حمام نمک در محدودهmj/m3 220 تا mj/m3245 است در حالیکه در کوره الکتریکی بیشترین مقدار چقرمگی کمتر از mj/m3220 محاسبه شد.