ساخت اکستروژن آلیاژ Mg-3 Al-1 Zn-0,3 Mn با استحکام به شدت بالا از طریق ممانعت از تغییر شکل بین‌دانه‌ای
Achieving exceptionally high strength in Mg-3Al-1Zn-0.3Mn extrusions via suppressing intergranular deformation (27 August 2018)
آلیاژهای منیزیم، به دلیل وزن سبک و امکان کاهش محصولات نهایی در صنایع خودروسازی، هوا و فضا، و ادوات الکترونیکی، هموراه مورد توجه بوده‌اند. با وجود اهمیت آلیاژهای منیزیم به عنوان دسته‌ای از مواد مهندسی، محصولات اکستروژن منیزیم کم‌تر از 1.5% از کل محصولات منیزیمی را در سال 2004 تشکیل می‌دادند که در 2013، به کم‌تر از 3% رسیده است. سه مساله اصلی وجود دارد که از کاربرد گسترده آلیاژهای اکستروژن منیزیم جلوگیری می‌کنند. نخست، سرعت نسبتاً پایین اکستروژن آلیاژهای منیزیم است که در بالاترین مورد، 60 میلی متر در دقیقه گزارش شده است که بسیار کم‌تر از آلومینیوم می‌باشد. دوم، ناهمسانگردی تنش-کرنش قابل توجه آلیاژهای اکستروژن است. مساله سوم نیز استحکام تسلیم ضعیف-تا-متوسط آلیاژهای اکستروژن منیزیم است که در حدود 300 مگاپاسکال بوده است. رویکرد متداول در صنعت برای بهبود استحکام اسکتروژن منیزیم، افزودن عناصر آلیاژی مانند Gd، Al، Sn و Zn با غلظت بالا است. اما تلاش‌ها به منظور ارائه آلیاژ اکستروژن منیزیم با استحکام بالا و بدون سایر نقاط ضعف، توسط محققین پیگیری شده است.
در آخرین تلاش ها در این راستا، محققین آلیاژ اسکتروژن Mg-3Al-1Zn-0.3Mn یا (AZ31) را ساخته اند که نتایج آن در مجله معتبر Acta Materialia به انتشار رسیده است. اسکتروژن این آلیاژ در تنش و کشش، دارای استحکام تسلیم 380 مگاپاسکال بوده است که پیشرفت چشمگیری نسبت به آلیاژهای متدوال تجاری AZ31 با استحکام تسلیم کم‌تر از 250 مگاپاسکال، محسوب می‌شود. استحکام پایین غالباً به دلیل اندازه بزرگ دانه و نبود ذرات موثر برای رسوب سختی است. در این پژوهش، آلیاژ AZ31 در دماهای مختلف اکسترود شد تا استحکام تسلیم فوق العاده‌ای با اندازه دانه‌های بسیار ریز (قطر حدود 0.65 میکرومتر) بدست آید. برای تعیین منشأ این استحکام بالا در آلیاژ AZ31، میکروساختار AZ31 با میکروساختار آلیاژ Mg-1Zn و منیزیم خالص با اندازه دانه و بافت یکسان، مقایسه شد. مشخص شد لغزش مرز دانه، جابجایی مرز دانه و چرخش دانه در آلیاژ منیزیم خالص رخ می‌دهند؛ اما عناصر آلیاژی حل شونده در ساختار AZ31 از حالت‌های تغییر شکل بین-دانه‌ای ممانعت می‌کنند که موجب ایجاد استحکام بسیار بالا در آن می‌شود. در آلیاژ AZ31 استحکام بالای ارائه شده، آلومینیوم با منیزیم واکنش می‌دهد تا ذراتی تشکیل دهد که به صورت یکنواخت توزیع می‌شوند، همچنین اتم‌های محلول روی در مرزهای دانه مجزا شدند که مرزهای دانه‌های بسیار ریز را از طریق کاهش انرژی مرز دانه، پایدار می‌سازد و در نتیجه از تغییر شکل بین‌دانه‌ای ممانعت می‌کند. این نتایج نشان می‌دهند که می‌توان از طریق افزودن عناصر آلیاژی مناسب و عملیات حرارتی، استحکام بسیار بالایی را در آلیازهای پایه منیزیم بدست آورد که می‌تواند تغییرات چشمگیری در صنایع مربوط به تولید آلیاژهای منیزیم ایجاد کند.
DOI: 10.1016/j.actamat.2018.08.045
گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes)
با سلام
لطفا در صورت امکان در زمینه تولید میلگرد منیزیوم با قطر هشت میلیمتر من را راهنمایی بفرمایید.
سپاسگزارم
باید به مقالات و کتب تخصصی در زمینه اکستروژن منیزیوم مراجعه کنید. متاسفانه به طور کامل و با جزییات دقیق در این زمینه اطلاعات نداریم.