ผลของการรีดเย็น การอบโฮโมจิไนเซชัน และอุณหภูมิการอบอ่อนต่อสมบัติเชิงกลของอะลูมิเนียมแผ่น AA8006 (Al-Fe-Mn-Si)

Abstract

การศึกษานี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบจากกระบวนการเชิงความร้อน และเชิงกลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคและสมบัติเชิงกลของอะลูมิเนียมชั้นคุณภาพ AA8006 ชิ้นงานซึ่งผลิตจากกระบวนการหล่อแบบทวินโรล์ที่มีความหนาเริ่มต้น 6.5 มิลลิเมตร โดยนำแผ่นตัวอย่างมาผ่านการอบโฮโมจิไนเชชันที่ 550 และ 580 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 8 ชั่วโมงและนำมารีดเย็นที่อัตราการรีดเย็นตั้งแต่ 61 จนถึง 92 เปอร์เซ็นต์ หลังจากนั้นชิ้นงานถูกนำไปอบอ่อนที่อุณหภูมิ 270 300 และ 380 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 8 ชั่วโมง การศึกษาชนิดของอนุภาคสำหรับชิ้นงานหลังการอบโฮโมจิไนเชชันได้รับการวิเคราะห์โดยเทคนิคการทำละลาย และ เทคนิคเอกซเรย์ดิฟแฟรกชัน โครงสร้างจุลภาคที่ปรากฎได้รับการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบสะทอนแสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบกวาด จากผลการศึกษาพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเฟสที่สองจาก Coarse Interdendritic ไปเป็นอนุภาคขนาดเล็กหลังจากการอบโฮโมจิไนเชชันที่ 550 และ 580 องศาเซลเซียสซึ่งส่งผลให้เกิดการลดลงของสมบัติเชิงกลจากการทดสอบแรงดึงเพื่องจากการตกผลึกใหม่ ซึ่งสนับสนุนโดยกลไก Particle Stimulated Nucleation (PSN) โครงสร้างการตกผลึกใหม่แบบ full recrystallization จะพบในชิ้นงานที่ผ่านการอบโฮโมจิไนเชชันที่ระดับการรีดเย็น 61 ถึง 83 เปอร์เซ็นต์และผ่านการอบอ่อนที่ 380 องศาเซลเซียส การตกผลึกใหม่เฉพาะจุดและ abnormal grain growth เกิดขึ้นในชิ้นงานที่ผ่านการอบโฮโมจิไนเชชันที่มีอัตราการรีดเย็น 92 และ 97 เปอร์เซ็นต์ ในทุกอุณหภูมิของการอบอ่อน เนื่องจากการเพิ่มแรงผลักดัน (Driving Force) สำหรับกระบวนการตกผลึกใหม่และสภาวะคืนตัวที่ได้จากการเพิ่มอุณหภูมิอบอ่อนและการรีดเย็น การทดลองพบว่าชิ้นงานที่มีสมบัติเชิงกลและความสามารถในการแปรรูปดีจะมีโครงสร้างในสภาวะคืนตัว (Recovery) และเป็นชิ้นงานประเภทที่ไม่ผ่านการอบโฮโมจิไนเชชันเนื่องจากผลของกลไกการเกิดอนุภาคขนาดเล็กในช่วงการอบอ่อนซึ่งขัดขวางการตกผลึกใหม่ (Zener Drag) ตังนั้นกลไก PSN จึงเป็นกลไกหลักที่เกิดใน ชิ้นงานที่ผ่านการอบโฮโมจิไนเชชัน และมีโครงสร้างสุดท้ายขนาดใหญ่ ส่วนผลของกลไก Zener Drag จะเกิดในชิ้นงานประเภทไม่ผ่านการอบโฮโมจิไนเชชัน ส่งผลให้เนื้อโลหะมีความต้านทานการอบอ่อนและการเติบโตของเกรน (Grain Growth) ส่งผลให้โครงสร้างสุดท้ายละเอียดไม่มีการเกิดผลึกขนาดใหญ่