بررسی تجربی و شکست‌نگاری اثر عمق شیار با ضربه‌زن شارپی مجهز به کرنش‌سنج در آلیاژ آلومینیوم 7075

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی، گروه عمران

3 مربی، دانشگاه صنعتی بیرجند، دانشکده مهندسی، گروه مواد و متالورژی

4 کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک

doi
10.22044/jsfm.2021.2190
چکیده

در تحقیق حاضر آزمایش ضربه شارپی روی نمونه آلومینیوم 7075 با اندازه استاندارد 55×10×10 میلی‌متر با عمق شیارهای مختلف انجام شده‌است و انرژی شکست شارپی برای هریک اندازه‌گیری شده‌است. نمودارهای نیرو-جابجایی برای نمونه‌های شارپی با عمق شیارهای مختلف توسط ضربه‌زن مجهز به کرنش‌سنج رسم شده‌است؛ سپس ارتباط بین انرژی شکست شارپی به‌عنوان تابعی از تغییرات عمق ترک اولیه تعیین گردیده‌است. با استفاده از این رابطه می‌توان با داشتن ابعاد هندسی ترک اولیه با احتساب تلرانس‌های مجاز قیدشده در استاندارد، میزان خطا در اندازه‌گیری انرژی شکست شارپی آلومینیوم مورد بررسی را تعیین نمود. هم‌چنین ریزساختار سطح شکست چند نمونه با عمق شیار مختلف مورد بررسی قرار گرفته‌است. مشاهدات شکست‌نگاری نشان داده‌است که مکانیسم‌های مختلف شکست با تغییر عمق شیار نمونه‌ها از جمله شکست نرم-ترد، شکست شبه‌ترد و شکست ترد اتفاق افتاده‌است. با افزایش عمق شیار شکست تردتر اتفاق افتاده‌است که به علت افزایش کلیواژ و کاهش دیمپل در سطح شکست می‌باشد. همچنین با افزایش عمق شیار، انرژی شکست بر اساس رابطه نمایی E=22.857e-0.355a کاهش می‌یابد، که با استفاده از این رابطه می‎توان .مقدار دقیق انرژی شکست شارپی را برای هر عمق شیار دلخواه در آلومینیوم 7075 آزمایش شده محاسبه کرد.