بررسی خواص مکانیکی و رشد ترک خستگی در آلومینیم نانوساختار شده توسط فرایند ایکپ

پرس در کانال های هم مقطع زاویه دار (ECAP)[1] یکی از روش های پالایش و ریزدانه نمودن مواد فلزی می باشد. در این تحقیق عملیات ایکپ به روی نمونه هایی از آلیاژ 5182، در 1 تا 4 پاس در دمای محیط انجام شده است.  بعد از ایکپ ، نمونه ها برای بدست آوردن خواص مکانیکی مانند سختی سنجی، تست کشش و متالوگرافی آماده شده اند. نتایج حاصل از این آزمایشات نشان داد که خواص مکانیکی مواد ایکپ شده نسبت به حالت معمولی بهبود یافته است. با استفاده از میکروسکوپ روبشی[2] مشاهده شد اندازه ی دانه به طور متوسط از 131 میکرومتر در حالت اولیه به 745 نانومتر بعد از فرآیند ایکپ بعد از پاس چهار کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از سختی سنجی نیز افزایش 213 درصدی را نسبت به حالت معمولی نشان داد. افزایش تنش تسلیم نیز بعد از 4 پاس در حدود 3 برابر می باشد. در نهایت، رشد ترک این مواد تحت بارگذاری خستگی با ایجاد پیش ترک مناسب با حالت بدون ایکپ مقایسه شده است و مشاهده گردید که رشد ترک در مواد ایکپ شده سریع تر می باشد و سطح شکست در مقایسه با حالت معمولی هموارتر شده است. همچنین انحراف ترک از مسیر خود در مواد ریز ساختار نسبت به حالت معمولی کمتر می باشد. در انتها، با مقایسه نتایج آزمایشگاهی رشد ترک با نتایج حاصل از تحلیل عددی، صحت نتایج عددی اعتبارسنجی و تایید شده اند.