در این پژوهش نمونه های اکسترود شده آلیاژهای منیزیم am60 وaz80 تحت فرآیند تغییر شکل در کانال های زاویه دار با سطح مقطع یکنواخت (ecap) با تعداد عبور های مختلف قرار گرفته و سپس تأثیر این فرآیند بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. پس از انجام این فرآیند، ساختار دانه بندی این آلیاژها بسیار ریز شده به طوری که پس از عبور ششم ecap اندازه دانه برای آلیاژ am60 از 2/19 میکرومتر به 3/2 میکرومتر و برای آلیاژ az80 از 8/12 میکرومتر به 4/1 میکرومتر، کاهش پیدا کرده است. برای ارزیابی خواص مکانیکی نمونه های اکسترود و ecap شده، آزمایش های سنبه برشی و کشش تک محوره در دمای اتاق انجام شده است. هم تنش تسلیم و هم استحکام نهایی به دست آمده برای هر دو آزمایش و برای هر دو آلیاژ، بعد از عبور دوم ecap افزایش قابل ملاحظه ای داشته و سپس با افزایش تعداد عبور ها هر دو پارامتر کاهش پیدا کرده اند، در حالیکه با افزایش تعداد عبور ها، دانه بندی به طور پیوسته ریزتر گردیده است. نمونه های شش عبور ecap شده در مقایسه با نمونه های اکسترود شده استحکام نهایی کمتر و انعطاف پذیری بیشتری را از خود به نمایش گذاشتند و دلیل این امر آن است که نرم شوندگی به واسطه تحولات بافت کریستالی به مراتب تأثیرگذارتر از سخت شوندگی به دلیل ریز شدن دانه بندی می باشد. همچنین این پژوهش نشان داد که یک رابطه خطی بین نتایج آزمایش های سنبه برشی و کشش تک محوره برقرار بوده و این امر بیانگر آن است که از آزمایش سنبه برشی می توان برای ارزیابی خواص مکانیکی مواد، به خوبی استفاده کرد. برای مطالعه رفتار خستگی نمونه های اکسترود و ecap شده از آزمایش های عمر خستگی و رشد ترک خستگی استفاده شده است. افزایش چشمگیری در عمر خستگی برای هردو آلیاژ am60 و az80 پس از دومین عبور ecap مشاهد گردید و این نتیجه یک دست آورد قابل توجه بوده زیرا بهبود در عمر خستگی در هر دو ناحیه سیکل- پایین و سیکل- بالا به دست آمده است. برای تعیین میزان همگنی کرنش اعمالی، میکروسختی ویکرز در سراسر سطح مقطع نمونه-های اکسترود و ecap شده اندازه گیری شد و مشخص گردید که با افزایش تعداد عبور های ecap، میزان همگنی توزیع سختی در سطح مقطع بیشتر شده است.

در پژوهش حاضر رفتار سوپرپلاستیک آلیاژ sn-1%bi در شرایط mdf شده، توسط آزمون¬های موضعی خزش فروروندگی با فرورونده هرمی و سنبه برشی در دمای اتاق (t>0.6tm) موردبررسی قرار گرفت. برای بدست آوردن توان خزش با استفاده از نتایج آزمایشگاهی تست خزش فروروندگی، از چهار روش توانی کلاسیک، juhasz، sargent-ashby وmulhearn – tabor استفاده شد، که نتایج بدست آمده نشان داد هر چهار روش تطابق خوبی با یکدیگر دارند. مقادیر میانگین توان خزش بدست آمده از روش-های مذکور برای نمونه¬های 2، 4، 6 و 8 پاس mdf شده به ترتیب 12.2، 4.2، 3.2 و 2.1به دست آمدند که درنتیجه ضریب حساسیت به نرخ کرنش (m) متناظر با آن ها به ترتیب 0.08، 0.24، 0.31 و 0.48 محاسبه می شود. مقادیر بالای m بدست آمده برای نمونه های 6 و 8 پاس mdf شده، رفتار سوپرپلاستیک را در آن ها نشان می دهد. نتایج آزمون سنبه برشی مقدار m را برای نمونه های 2، 4، 6 و 8 پاس mdf شده به ترتیب 0.11، 0.23، 0.35 و 0.53 گزارش کردند. این مقادیر نیز نشان می دهد که نمونه های 6 و 8 پاس mdf شده رفتار سوپرپلاستیک را تجربه می¬کنند. مقادیر m محاسبه شده از دو آزمون خزش فروروندگی و سنبه برشی نشان می¬دهد که این دو آزمون توافق خوبی با یکدیگر دارند. تصاویر میکروسکوپ نوری نشان دادند که مقدار اندازه دانه از ?m 4.2 قبل از فرآیند mdf به ?m 2.7 بعد از دو پاس mdf می¬رسد و طی پاس¬های بعدی تغییرات چشمگیری مشاهده نمی-شود به گونه ای که بعد از 8 پاس mdf درنهایت این مقدار به ?m 2 می¬رسد؛ اما با افزایش تعداد پاس های mdf یکنواختی ساختار به مراتب بیشتر شده و در نمونه 8 پاس mdf شده شاهد ساختاری بسیار همگن با دامنه تغییرات اندازه دانه کوچک هستیم. همچنین به نظر می-رسد سهم مرزدانه های بزرگ زاویه در نمونه 8 پاس mdf شده افزایش قابل توجهی نسبت به نمونه 6 پاس mdf شده دارد.

دانستن رفتار مکانیکی مواد مختلف از اهمیت بسیاری برخوردار است. برای استفاده از مواد در صنایع مختلف باید نحوه رفتار مکانیکی آن ها در اثر اعمال نیرو را دانست. برای دستیابی به رفتار مکانیکی مواد، آزمایش های مختلفی ابداع و نتایج آن برای مواد گوناگون موردبررسی قرارگرفته است. ازجمله این آزمایش ها می توان به آزمایش های کشش و فشار اشاره نمود. در این تحقیق از روش به نسبت جدید آزمایش سنبه برشی، برای یافتن خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 5083 فرآوری شده به روش نورد گرم استفاده شده است. همچنین به بررسی رفتار سوپر پلاستیک آلیاژ پرداخته شده است. در ابتدا آزمایش سنبه برشی در دماهای 450، 500 و 525 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش های 1-s 2-10×10 و 1-s 2-10×33/3 و 1-s 3-10×10 و 1-s 3-10×33/3 و1-s 4-10×10 انجام شده است. با توجه به نتایج آزمایش سنبه برشی رفتار سوپرپلاستیک آلیاژ مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاکی از آن است که این آلیاژ رفتار سوپرپلاستیک را در دماهای 500 و 525 درجه سانتیگراد، در محدوده نرخ کرنش برشی 3-10×3.3 تا 2-10×3.3 از خود نشان می دهد و در ادامه برای صحت سنجی نتایج آزمون کشش در دمای 500 درجه سانتیگراد و نرخ کرنش های مختلف انجام شده است. نتایج حاصل شده نمایانگر آن است که تطابق خوبی میان نتایج آزمایش کشش و آزمایش سنبه برشی وجود دارد و می توان برای به دست آوردن خواص مکانیکی، آزمایش سنبه برشی را جایگزین آزمایش کشش کرد.

آلیاژ am60 که به‎ترتیب دارای 6 درصد وزنی ‎آلومینیوم و 35/0 درصد وزنی عنصر منگنز می‎باشد، به روش ریخته‎گری چرخان تولید شد. فرآیند اکستروژن در دمای 380 انجام شد. مواد اکسترود شده توسط فرآیند فشردن در کانال‎های زاویه‎دار هم‎مقطع ecap در دمای 220 فرآوری گردیدند. فرآیند ecap به شیوه‎ی bc انجام شد. بررسی‎های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری صورت گرفت. رفتار سوپرپلاستیک آلیاژ am60 توسط آزمون‎های موضعی سنبه‎برشی و کشش در دمای بالا و نرخ کرنش‎های مختلف، مورد بررسی قرار گرفت.

در پژوهش حاضر، ابتدا آلیاژ منیزیم am60 ریخته گری شده و سپس تحت فرآیند اکستروژن داغ قرار گرفته است. در مرحله بعد، نمونه های اکسترود شده طی شش پاس تحت فرآیند فورج چندمحوری (mdf) قرار گرفته و سپس تأثیر این فرآیند بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی آن-ها بررسی شده است. برای ارزیابی خواص مکانیکی نمونه های اکسترود و mdf شده، آزمایش های سنبه برشی و توزیع میکروسختی در دمای اتاق انجام شده است. با بررسی نتایج آزمون سنبه برشی، مشخص گردید که هم تنش تسلیم برشی و هم استحکام نهایی برشی پس از پاس دوم mdf افزایش قابل ملاحظه ای داشته است به گونه ای که استحکام برشی نهایی از mpa 58/121 به mpa 42/142 رسیده است. سپس با افزایش تعداد عبورها هر دو پارامتر کاهش پیدا کرده اند ولیکن در همه پاس ها مقدار هر دو پارامتر نسبت به حالت اکسترود شده با افزایش همراه است و در ششمین پاس، مقدار استحکام برشی نهایی به mpa 63/128 می رسد. نتایج حاصل از آزمون توزیع میکروسختی نیز همین روند افزایشی و کاهشی را مورد تأیید قرار می دهد که علت آن، تحولات بافت کریستالی می باشد. در این آزمون که به روش ویکرز صورت پذیرفته است، میانگین سختی سطح برای نمونه های اکسترود و mdf شده در پاس های 2، 4 و 6 به ترتیب 50/73، 93/85، 26/82 و 83/77 ویکرز می باشد که تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمون سنبه برشی دارد. به منظور بررسی تأثیر فرآیند mdf بر ریزساختار آلیاژ am60، مراحل آماده سازی سطح و مشاهده ریزساختار توسط میکروسکوپ الکترونی در مرکز پژوهش های متالورژی رازی صورت پذیرفته است.