دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله بررسی تأثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار آلیاژ منیزیم AZ91
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله بررسی تأثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار آلیاژ منیزیم AZ91 دارای ۱۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله بررسی تأثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار آلیاژ منیزیم AZ91 کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله بررسی تأثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار آلیاژ منیزیم AZ91،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله بررسی تأثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار آلیاژ منیزیم AZ91 :
مقدمه
آلیاژهـای منیـزیم از جملـه سـبکتــرین مـواد فلـزی میباشند و در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری قـرار
گرفتهاند. از ویژگیهای کلیدی این آلیاژها میتـوان بـه
نسبت بالای استحکام به وزن،قابلیت جذب ارتعـاش، رسانایی الکتریکی و گرمـایینـسبتاّ خـوب قابلیوـت
ماشینکاری عالی اشاره کرد. با ایـنحـال، کـاربرد ایـن
دسته از آلیاژها بهدلیل قیمت بالا و شکلپذیری کـم در دمای محیط، بسیار محـدودتر از سـایر مـواد مهندسـی
است .[۱,۴] شکلپذیری محدود ایـن آلیاژهـا بـهدلیـل
عدم وجود پنچ دستگاه لغزش مستقل در دمـای محـیط استفعالی.ت دستگاههـای لغـزش غیراصـلی تـابعی از
اتمهای محلول و دمـا بـوده و بـا توجـه بـه مطالعـات
صــورت گرفتــه، [۲,۳]، در دماهـای بـین ۲۰۰ C تــا
۳۵۰ C بهطور کامل فعال میشـوند. بـه همـین دلیـل،
تمامی فرایندهای شکلدهی آلیاژهای منیـزیم در دمـای
بالا صورت میگیرد.
با توجه به میزان انرژی نقص چیدمان فلز منیزیم
(SFE = 125 mJ.m-2)، انتظـار مــیرود کــه بازیــابی
دینامیکی پدیدهی غالب در تغییر شکل گـرم آن باشـد، اما با توجه به مطالعات صورت گرفتـه در مـورد تغییـر
شـکل آلیاژهـای منیـزیم، [۴]، فراینــد تبلـور مجــدد
دینامیکی پدیدهی غالب در این زمینه است. دلیـل ایـن رفتار را میتوان کمبود دستگاههای لغزش آسان فعو ال
دانست که نقش انرژی نقص چیدمان را خنثی میکنـد.
در این تحقیق، تغییرات ریزساختار آلیاژ منیـزیم AZ91
در محدوده دمایی کار گرم بررسی شده است. برای این منظور، آزمون فشار گـرم در محـدوده دمـایی ۳۵۰ C
تا ۴۲۵ C و با کـرنشهـای پیـک ۰۳ و ۰۵ بـر روی نمونهها انجام شـد، و ریزسـاختار آنهـا بـا اسـتفاده از میکروسکپهای نوری و الکترونی بررسی شد.
مواد و روش تحقیق
در این پژوهش، از شمش آلیاژ منیزیم AZ91 با ترکیب
بررسی تاثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار;
Mg–۷۶۹wt.%Al–۰۵wt.%Zn–۰۲wt.%Mn استفاده
شد. ریزساختار اولیهی این آلیاژ که دندریتی اسـت، در شکل (۱) نشان داده شده اسـت. فـاز (منیـزیم فـوق
اشــباع) در زمینــهی ریزســاختار وجــود دارد و فــاز
یوتکتیـک + در بـین بازوهـای دنـدریتهـا شـکل گرفتهاند.
Divorced Eutectic
Dendritic Arm
شکل ۱ ریزساختار اولیهی شمش آلیاژ AZ91
بـرای انجــام آزمــون فــشار گــرم، نمونــههــای
استوانهای شکل به قطـر ۱۰ و ارتفـاع ۱۵ میلـیمتـر از
شمش اولیه تهیه و سپس همگنسـازی شـدند. از یـک فرایند دو مرحلهای برای همگنسازی نمونهها اسـتفاده
شد. در مرحلهیاو ل، نمونـههـا در دمـای ۳۷۰ C بـه
مدت ۲ ساعت گرم شدند و در مرحلهی بعدبه، مـدت
۲۴ ساعت در دمای ۴۱۵ C نگهداری و سـپس در آب
سریع سرد شدند .[۵] پس از انجام فرایند همگنسازی،
آزمون فشار گرم در دماهای ۳۵۰ C، ۴۰۰ C و۴۲۵C
و با نرخ کرنش ثابت ۰/۱ S-1 تا کرنشهای پیک ۰/۳ و ۰/۵ انجام شد. آزمون فشار گرم بـه وسـیلهی دسـتگاه Zwick/Roll مجهز به یک کورهی الکتریکـی بـا دقـت
-۵ C انجام شد. برای کاهش اثـر اصـطکاک، از چنـد
لایهی نازک تفلون استفاده شد، و نمونـههـا بـهمنظـور همدما شدن بهمدت ۳ دقیقه در دمای آزمون نگـهداری و سپس آزمون فشار گرم بر روی آنها انجام گرفت.
نشریه مهندسی متالورژی و مواد ۳
برای بررسیهای ریزساختاری، نمونهها در جهت
محــور اعمــال فــشار بــرش زده شــدند و پــس از
آمادهسازی، بهوسیلهی محلول پیکرالحکّـاکی شـدند.
ریزساختار نمونهها قبل و بعد از انجام تغییر شـکل بـه وسیلهی میکروسکپهـای نـوری و الکترونـی بررسـی
شد. افزون بر این، اندازهی دانهی نمونهها با اسـتفاده از
نرمافزار Clemex و مطابق با اسـتاندارد ASTM تعیـین
شد.
نتایج و بحث
نمودار تنش کرنش. نمودارهای تنش حقیقی- کـرنش
حقیقی حاصل از تغییر شکل گرم در دماهـای ۳۵۰ C،
۴۰۰ C و ۴۲۵ C و با نـرخ کـرنش ثابـت ۰/۱ S-1 در شکل (۲) نشان داده شدهاند. همـانطـور کـه مـشاهده
میشود، تنش سیلان با افزایش کرنش در دمـای ثابـت
افزایش یافته و پس از رسیدن به میزان بیـشینهی خـود، کاهش مییابـد. کـاهش تـنش سـیلان بعـد از پیـک را میتوان به وقوع پدیدهی تبلور مجدد دینامیکی نـسبت داد .[۶] افزون بر این، با افزایش دما میزان تنش سـیلان
نیز کاهش مییابد.
شکل ۲ نمودار تنش حقیقی- کرنش حقیقی حاصل از تغییر شکل
گرم در دماهای مختلف و نرخ کرنش ۰/۱ S-1
تنش پیک. تغییرات تنش پیک با دما برای نرخ کـرنش
۰/۱ S-1 در شکل (۳) نشان داده شده است. همانطـور
که مشاهده میشود، تنش پیک در نرخ کرنش ثابـت بـا
افزایش دما کـاهش مـییابـد. بـا شـروع تغییـر شـکل
مومسـان، وقـوع لغـزش و دوقلـویی شـدن منجـر بـه کارسختی و افزایش میزان تنش میشود. وقـوع فراینـد
نرمشدگی نیز منجر به کـاهش تـنش سـیلان در حـین
تغییر شکل خواهد شد. رقابت بین این دو فرایند منجر
به ظهور یک پیک در نمودار تـنش- کـرنش مـیشـود.
افزایش دما در آلیاژهای منیزیم منجر به کاهش مؤلفهی تنش برشی بحرانی (CRSS) برای دسـتگاههـای لغـزش
هرمی و منشوری شده و بهایـن ترتیـب، دسـتگاههـای
لغزش بیشتریفع ال خواهنـد شـد .[۷] کـاهش CRSS
بهمعنی تسهیل حرکت نابجاییها بر روی صـفحههـای مناسب لغزش است، و این منجر به افزایش میزان وقوع بازیابی و کاهش میزان تنش پیک مـیشـود. افـزون بـر این، جوانهزنی دانههـا حـین تبلـور مجـدد نیـز باعـث
حذف ساختارهای فرعی میشود کـه خـود در کـاهش
تنش سیلان موثر است .[۸]
شکل ۳ تغییرات تنش پیک با دما در نرخ کرنش ۰/۱ S-1 حین
تغییر شکل گرم
کرنش پیک. وقوع پدیدهی نرمشدگی افزون بر کاهش
میزان تنش پیک، کرنش پیک را نیز کاهش میدهد. در
شکل((۴، تغییرات کرنش پیک با دما در نرخ کرنش
۴
ثابت ۰/۱ S-1 نشان داده شده است. همانطور که دیده
میشود، کرنش پیک با افزایش دما در نرخ کرنش ثابت
کاهش مییابد. فرایند نرمشدگی پدیدهای است که با
حرارتفعال میشود، بهگونهای که افزایش دما نیرو محرکهی آن را تأمین میکند .[۶] بنابراین، فرایند
نرمشدگی در کرنشهای پایینتر بر کارسختی غلبه
کرده و باعث ایجاد نقطهی پیک در نمودار تنش-
کرنش در میزانهای کمتر کرنش میشود.
شکل ۴ تغییرات کرنش پیک بر حسب دمای تغییر شکل گرم در
نرخ کرنش ۰/۱ S-1
ریزســاختار. ریزســاختار نمونــههــا بعــد از فراینــد همگـنسـازی در شـکل (۵) مـشاهده مـیشـود. ایـن ریزساختار شامل دانههای درشـت (~۲۰۰ m) -Mg
و ذرات ریز در مرز دانههاست. فاز یوتکتیـک در آن در مقایسه با ریزساختار نمونههـای ریختـهگـری شـده
(شـکل ((۱)، بـهطـور کامـل حـل شـده و دانـههـای
متساویالمحور جایگزین بازوهای دندریتی شدهاند.
بـرای بررسـی تغییـرات ریزسـاختاری و تعیـین
مشخصههای وقوع پدیدهی کارنرمی حین تغییر شـکل
گرم، ریزساختار نمونهها در کرنشهای پیک ۰/۱۴، ۰۳
و ۰۵ و در دماهــــــــای ۳۵۰ C، ۴۰۰ C و ۴۲۵ C
بهترتیب در شکلهای (۶) تا (۸) نشان داده شده است.
ریزساختار نمونه پـس از تغییـر شـکل گـرم در دمـای
۳۵۰ oC با کرنشهای پیـک ۰/۳ و ۰/۵ و نـرخ کـرنش
بررسی تاثیر تغییر شکل گرم بر ریزساختار;
۰/۱ S-1، در شکل (۶) نشان داده شده است. همانطـور
که مشاهده میشود، ریزساختار پس از تغییر شـکل بـه
میزان کرنش پیک ۰/۱۴ از دانههـایاولیـه (کارسـخت
شده) و دانههای متساویالمحور تبلور مجـدد یافتـه در مرزهایاولیه تـشکیل شـده اسـت. بـا افـزایش میـزان
کرنش تا ۰/۳، کسر حجمی دانههـای متـساویالمحـور
افزایش و اندازهی متوسط دانههـای جدیـد نـسبت بـه
دانهها در کرنش پیک افزایش یافتـه اسـت. در کـرنش
۰/۵، کـسر دانـههـای تبلـور مجـدد یافتـه نـسبت بـه کرنشهای پیـک و ۰/۳ افـزایش و انـدازهی دانـههـای
جدید کاهش یافته است. در دماهای ۴۰۰ oC و ۴۲۵ oC
نیز کسر تبلور مجدد با افزایش میزان کرنش افـزایش و
اندازهی متوسط دانههـای جدیـد کـاهش یافتـه اسـت
(شکل (۷) و .((۸) افزون بر این، مقایسهی نمونههـا بـا میزان کرنش یکسـان در دماهـای ۳۵۰ oC ، ۴۰۰ oC و ۴۲۵ oC نشان میدهد که اندازهی دانههای تبلور مجـدد
یافته افزایش یافته است، ولی کـسر حجمـی دانـههـای
جدیدتقریباً ثابت مانده است (مقایسهی شکلهای (۶)
تا .((۸)
اشتراک‌گذاری:
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
