بررسي رفتار تغيير شكل داغ و ترسيم نقشه هاي فرايندي آلياژ آنتروپي بالا Fe-Co-Cr-Ni

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

دكتري

در اين پژوهش به بررسي رفتار تغييرشكل داغ سيستم آلياژي FeCoCrNi پرداخته شده و تأثير پارامترهاي تغييرشكل داغ بر تحولات ريزساختاري و سختي بررسي شده است. بدين منظور، آزمون هاي فشار داغ در محدوده دمايي 1200-800 درجه سانتيگراد و دامنه نرخ كرنش 1-0/001 بر ثانيه روي نمونه هاي استوانه اي شكل انجام گرديدند. منحني هاي تنش سيلان حاصل از آزمون فشار داغ در شرايط مختلف، رخداد فرايندهاي كار نرمي شامل بازيابي و تبلورمجدد ديناميكي حين تغييرشكل داغ را نشان دادند. انجام آزمون هاي فشار داغ در شرايط مختلف دما و نرخ كرنش باعث تغيير در روند منحني هاي تنش سيلان گرديد، به طوري كه با افزايش دماي تغييرشكل و كاهش نرخ كرنش، مقادير تنش و كرنش پيك به علت رخداد تبلورمجدد ديناميكي كاهش يافت. محاسبه تنش و كرنش لازم براي شروع تبلورمجدد ديناميكي با استفاده از روش محاسبه نرخ كارسختي نشان داد كه با كاهش دما و افزايش نرخ كرنش، تنش و كرنش بحراني شروع تبلورمجدد افزايش مي يابد. از پارامتر زنر-هولمان و روابط بنيادي وابسته به كرنش براي پيش بيني منحني هاي سيلان در شرايط مختلف و محاسبه ثوابت آلياژ استفاده گرديد. انرژي فعال سازي ظاهري تغييرشكل داغ آلياژ با اندازه دانه اوليه ي 42.3 ميكرومتر، 508kJ/mol محاسبه شد كه نسبت به آلياژ CoCrNi كمتر و نسبت به آلياژهاي FeCoCrNiMn و FeCrCuNi2Mn2 بيشتر بود. مطالعات ريزساختاري از نمونه هاي تغييرشكل داده شده در شرايط مختلف نشان داد كه تغيير شكل در دماهاي 800 و 900 درجه سانتيگراد باعث تشكيل ساختار گردنبندي مي شود اما در دماهاي بالاتر، منجر به ساختاري كاملا" تبلورمجدد يافته مي گردد. هم چنين بررسي هاي ريزساختاري نشان دادند كه با افزايش دماي تغييرشكل و كاهش نرخ كرنش، كسر و اندازه دانه هاي تبلورمجدد يافته افزايش مي يابد. با استفاده از منحني هاي تنش سيلان در شرايط مختلف نقشه فرايندي تغيير شكل داغ آلياژ در كرنش 0.8 به منظور شناسايي دامنه ايمن (دما و نرخ كرنش مناسب) براي وقوع تبلورمجدد ديناميكي ترسيم گرديد. نتايج نشان داد كه يك ناحيه ناپايدار و دو ناحيه پايدار جهت تغييرشكل وجود دارد كه رشد دانه باعث ناپايداري و تبلورمجدد ديناميكي دليل اصلي پايداري بوده اند. شرايط بهينه براي تغيير شكل داغ آلياژ دماي 1000 درجه سانتيگراد و نرخ كرنش 1 بر ثانيه در نظر گرفته شد. چون در اين شرايط ساختاري كاملا" تبلورمجدد يافته با مقدار بالاي بازده اتلاف انرژي حاصل گرديد. تحليل به روش ريتولد پراش پرتو ايكس نمونه هاي تغييرشكل داغ داده شده در شرايط مختلف نشان داد كه با افزايش دما و كاهش نرخ كرنش، دانسيته نابجايي ها كاهش يافته است. ضمنا" انرژي فعال سازي رشد دانه در حين تغييرشكل داغ 410kJ/mol محاسبه شد.

216124

متالورژي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

غلام رضا ابراهيمي، ژنگانگ وو

ابوذر طاهري زاده، حامد ميرزاده سلطان پور، قاسم ديني تركماني

محمدرضا طرقي نژاد، احمد رضائيان