بررسي تأثير دما و نرخ كرنش فشار داغ بر ريزساختار و شكل پذيري سوپرآلياژ X-750 با استفاده از شبكه عصبي

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق، رفتار سيلان سوپرآلياژ پايه نيكل X-750 با استفاده از آزمايشهاي فشار داغ بررسي شد. سوپرآلياژ پايه نيكل X-750 نقش مهمي در هواپيماها، اتصالات ساختماني و اجزاي توربينهاي گازي مانند پره هاي متحرك، ديسكها و شفتها دارد. اين قطعات در شرايط دمابالا قرار دارند. به همين علت شناخت رفتار سيلان ماده در اين دماها مهم است. يكي از روشهاي مورداستفاده براي توليد قطعات از اين جنس، فرآيند فشار داغ است. با توجه به تاثيرگذاري سوپرآلياژ پايه نيكل X-750 در صنعت هوايي، محدوديت زمان و ماده و هزينه هاي گزاف آزمايشهاي عملي، استفاده از شبكه عصبي و هوش مصنوعي به‌منظور تخمين و پيش بيني رفتار سيلان ماده تحت تنشهاي مختلف، راهي موثر در صرفه جويي زمان و هزينه است. مدلسازي شبكه عصبي با صرفه جويي در زمان و هزينه، پيش بيني رفتار سوپرآلياژ پايه نيكل X-750 را امكانپذير كرده است. بنابراين بدون انجام هرگونه آزمايش مخرب در دماي بالا، با اجتناب از آزمون‌وخطا، ميتوان عمر مفيد مواد را افزايش داد. هدف از اين تحقيق استفاده از چنين روشهايي براي پيش بيني رفتار سيلان سوپرآلياژ پايه نيكل X-750 در دماهاي بالا و نرخ كرنشهاي مختلف است. در اين پايان نامه مروري بر سوپرآلياژهاي پايه نيكل به‌خصوص X-750 تحت‌فشار داغ و تخمين رفتار تغيير شكل پلاستيك آنها با استفاده از شبكه عصبي انجام شد. رفتار تغيير شكل سوپرآلياژ X-750 توسط دستگاه فشار مدل Zwick/Roell Z250 در دماهاي ºC850، ºC900، ºC950، ºC1000، ºC1050 و نرخ كرنشهاي s-13-10، s-12-10، s-11-10 و s-11 بررسي شد. نتايج نشان داد كه با كاهش دما و افزايش نرخ كرنش، تنش تغيير شكل كاهش مييابد. با اعمال فشار داغ در شرايط مختلف، تبلور مجدد ديناميكي اتفاق افتاد. نقشه هاي فرآيند سوپرآلياژ X-750 در كرنشهاي 15/0، 20/0، 25/0، 30/0 و 35/0 رسم شد. پارامترهاي بهينه براي تغيير شكل در كرنش 35/0 در دو ناحيه دما 850-ºC900، نرخ كرنش 3-10-s-13-10×2 و دما 960-ºC1050، نرخ كرنش 3-10×4-s-12-10×8 بود. سپس سه مدل شبكه عصبي عميق آموزش داده شد. در اين مدلها دما، نيرو، جابهجايي، كرنش و نرخ كرنش به‌عنوان لايه هاي ورودي و تنش سيلان لايه خروجي بود. لازم به ذكر است كه مدلسازي شبكه عصبي با دقت 94% و 98% براي روشهاي اول و دوم به دست آمد. در مدلسازي آخر، از داده هاي آزمايشها براي پيش بيني رفتار تغيير شكل ماده در دماهايي كه آزمايشهاي عملي انجام‌نشده بود، استفاده شد. رفتار سيلان در پنج دما پيش بيني شد كه نتايج به‌دست‌آمده به داده هاي تجربي نزديك بود.

196091

دانشگاه علم و صنعت ايران

آقاي دكتر بهمن ميرزاخاني

مهندسي مواد- شكل دادن فلزات

آقايان دكتر حسين عربي و باقر محمدصادقي