رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی تاثیر مسیر كرنش بر ریزساختار، خواص مكانیكی و تحولات بافت آلیاژ آنتروپی بالا Ni1.5FeCrCu0.5
تاریخ دفاع
استاد

محمدرضا طرقي نژاد

دانشکده
مهندسی مواد

آلیاژهای آنتروپی بالا به دلیل ساختار منحصر به فرد خود ناشیاز آنتروپی اختلاط بالا، پایداری ساختاری و ویژگی‌های مکانیکی قابل توجهی را بهخصوص طی فرایندهای شکل­دهی نشان می‌دهند. در پژوهش حاضر، ابتدا ساخت و مشخصه­یابیریزساختار و رفتار مکانیکی آلیاژ آنتروپی بالا Ni1.5FeCrCu0.5 مورد هدف قرارگرفت. در این راستا، آلیاژ طراحی شده با استفاده از روش ریخته­گری تحت خلاء درکوره القایی تولید شد و مشخص شد که آلیاژ ریختگی دارای ساختار تک­فاز FCC به همراه جدایش فازی عنصر مس در نواحی بیندندریتی را نشان می­دهد. سپس با هدف همگن­سازی، حذف جدایش عنصری و دندریت­هایساختاری ریختگی، نمونه­های آلیاژی در دماهای مختلف 1000، 1100، 1200 و 1300 درجهسانتی­گراد به مدت زمان­های مختلف 1، 2، و 6 ساعت حرارت دیده و سپس در آب کوئنچشدند. بر اساس بررسی­های ریزساختاری و خواص مکانیکی، نمونه­ی همگن­سازی شده دردمای 1200 درجه سانتی­گراد به مدت زمان 4 ساعت حاوی ساختار کاملاً دانه­بندی ورسوبات غنی از کروم به عنوان نمونه بهینه برای ادامه پروژه در نظر گرفته شد. ازآنجایی که فرایند نورد سرد و آنیل پس از آن از فرایندهای جدانشدنی در تولیدآلیاژها هستند، لذا تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی آلیاژ آنتروپی بالا پس ازنورد سرد تا 8 درصد کاهش ضخامت در مسیرهای کرنش مختلف :   1)  مستقیم، 2) معکوس (180 درجه)، 3) 90± درجه چرخش حول محور ND و 4) 90 درجه چرخش ساعتگرد حول محور ND مورد بررسی دقیق قرار گرفتند. به این منظوراز روش­های استادندارد مشخصه­یابی از جمله میکروسکوپ­های نوری، روبشی الکترونی (SEM) مجهز به روش پراش الکترون­های بازگشتی (EBSD) ومیکروسکوپ الکترون عبوری (TEM) استفاده شد. بررسی­های ریزساختاری نشان دادند که تغییرشکلپلاستیک این آلیاژها   با مکانیزم­های لغزشنابجایی­ها، تشکیل دوقلویی­ها و همچنین باندهای برشی صورت گرفته است. ریزساختارنمونه­های نورد سرد شده در مسیر مستقیم و معکوس دارای لایه­های کاملا کشیده بههمراه باندهای برشی ضخیم­تری بوده،   درحالی که در مسیر کرنش­های 90± و 9 درجهساعتگرد، باندهای برشی باریک­تر بوده و همچنین دانه­ها در جهات مختلف دچار کشیدگیشده­اند که این موضوع ناشی از اعمال کرنش و تنش در جهات مختلف است. بررسی فاکتوراشمید نشان داد که نمونه نورد شده در مسیر چهارم، علاوه بر لغزش سیستم­های لغزشیفعال ساختار FCC منجر بهفعال­سازی سیستم­های دوقلویی شده است. حضور باندهای برشی ضخیم­تر در نمونه­هاینورد شده در مسیر اول و دوم انرژی بیشتری را در خود ذخیره کرده و در نتیجه مکان­هایمستعد جوانه­زنی بیشتری در این نمونه­ها نسبت به نمونه­های دیگر وجود دارد. همینامر منجر به ریزدانه­تر شدن ریزساختار متبلور پس از آنیل در دمای 1000 درجه سانتی­گرادشده است. همچنین پس از تبلور مجدد ریزساختار، نمونه­های نورد شده در مسیر چهارمدرصد دوقلویی قابل توجهی را از خود نشان دادکه ناشی جوانه­زنی دوقلویی­های مکانیکیحین فرایند تغییرشکل پلاستیک بوده است.   نتایج حاصل از آزمون­های مکانیکی نشان دادند کهنورد سرد و آنیل پس از به طور چشم­گیری منجر به بهبود خواص مکانیکی شده، به طوریکه با اعمال نورد سرد در مسیر کرنش مستقیم استحکام نهایی نسبت به نمونه­ی اولیه... درصد افزایش یافته است. اگرچه درصد ازدیاد طول ... درصد کاهش یافته اما اینافت در ازدیاد طول پس از آنیل افزایش چشم­گیری داشته است. همچنین مشخص شد که پس ازنورد، نمونه تحت مسیر کرنش چهارم بیش­ترین استحکام نهایی را به دلیل ریزدانه­تربودن ریزساختار و دوقلویی­های مکانیکی داشته، در حالی که پس از آنیل نمونه نوردشده در مسیر مستقیم از آن پیشی گرفته و به علت ریزدانه تر بودن ریزساختار خواصمکانیکی مطلوب­تری را   ارائه کرده است.

  

تحت نظارت وف ایرانی