شماره مدرك :
20638
شماره راهنما :
17744
پديد آورنده :
جونكي، علي
عنوان :

بررسي تأثير نورد در دماي زير صفر بر ريزساختار و خواص آلياژ آنتروپي‌بالاي مقرون‌به‌صرفه Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
سيزده، 80ص
توصيفگر ها :
آلياژ هاي آنتروپي بالا , نورد تبريدي , ريزساختار , بافت كريستالوگرافي , خواص مكانيكي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/08/14
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/08/17
كد ايرانداك :
23172692
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، اثر نورد در دماي زير صفر يا نورد تبريدي بر ريزساختار، بافت كريستالوگرافي و خواص مكانيكي آلياژ چهارجزئي Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆ مورد بررسي قرار گرفت. آلياژ ابتدا به روش ذوب القايي در خلأ توليد و پس از نورد اوليه و عمليات آنيل براي حذف اثرات ريختگي، آماده‌ي اعمال نورد تبريدي گرديد. فرايند نورد تبريدي در دماهاي زير صفر و در سطوح كرنش مختلف انجام گرديد. هدف اصلي، بررسي اثر تغيير شكل پلاستيك بر تكامل ريزساختار، بافت و خواص مكانيكي در دماي زير صفر بود. براي بررسي ريزساختار از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و براي تحليل بافت از آزمون پراش اشعه ايكس و محاسبه توابع توزيع جهت‌گيري استفاده شد. نتايج نشان داد با افزايش كرنش، دانه‌ها كشيده و نوارهاي برشي در ساختار تشكيل شدند كه نقش مهمي در تمركز كرنش داشتند. همچنين توسعه‌ي مولفه‌هاي بافت رشته آلفا نظير برس و گوس/ برس مشاهده شد كه در كرنش‌هاي بالا تقويت شدند. در كرنش‌هاي بيشتر نشانه‌هايي از تشكيل مولفه‌هاي رشته بتا نيز مشاهده گرديد كه بيانگر چرخش دانه‌ها و تكامل بافت در جهات مختلف بود. از نظر خواص مكانيكي، آزمون پانچ برشي نشان داد استحكام برشي با افزايش كرنش ابتدا افزايش يافته و در كرنش 40 % به بيشترين مقدار خود رسيد. با اين حال، در 75 % كاهش ضخامت، به دليل تمركز تنش موضعي و ايجاد ريزترك‌ها، افت محسوسي در استحكام برشي مشاهده شد و رفتار شكست از داكتيل به ترد تغيير يافت. مشاهدات شكست‌نگاري نيز اين تغيير را با گذار از ديمپل‌هاي عميق به سطوح صاف و شكننده تأييد كرد. بررسي نتايج آزمون ريزسختي نشان داد كه سختي آلياژ از مقدار اوليه حدود HV 126 به‌طور پيوسته تا HV 291 در كرنش 40 % افزايش يافته و سپس در كرنش 75 % به HV 258 كاهش يافت. به طور كلي، نتايج بيانگر آن است كه نورد تبريدي مي‌تواند موجب بهبود استحكام مكانيكي آلياژهاي چندجزئي Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆ شود، اما در كرنش‌هاي بالا خطر تردشدگي و افت خواص مكانيكي افزايش مي‌يابد. بنابراين، كنترل ميزان نورد و بهينه‌سازي شرايط فرايند براي دستيابي به خواص مكانيكي مطلوب ضروري است. اين يافته‌ها مي‌تواند مبنايي براي طراحي فرايندهاي شكل‌دهي در آلياژهاي آنتروپي بالا و ساير آلياژهاي چندجزئي قرار گيرد.
چكيده انگليسي :
In this study, the effect of sub-zero rolling, also known as cryo-rolling, on the microstructure, crystallographic texture, an‎d mechanical properties of the quaternary alloy Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆ was investigated. The alloy was first produced by vacuum induction melting, an‎d after primary rolling an‎d annealing to eliminate casting effects, it was prepared for cryo-rolling. The cryo-rolling process was carried out at sub-zero temperatures an‎d at different strain levels. The main objective was to examine the effect of plastic deformation on the evolution of microstructure, texture, an‎d mechanical properties. For microstructural observations, optical microscopy an‎d scanning electron microscopy were employed, while texture analysis was performed using X-ray diffraction an‎d calculation of orientation distribution functions. Results showed that with increasing strain, grains became elongated an‎d shear ban‎ds were formed, which played an important role in strain localization. Moreover, the development of α-fiber texture components such as Brass an‎d Goss/Brass was observed, which intensified at higher strains. At larger strains, indications of the formation of β-fiber components also appeared, reflecting grain rotation an‎d texture evolution in various orientations. In terms of mechanical properties, shear punch testing revealed that shear strength initially increased with strain, reaching its maximum at 40% strain. However, at 75% thickness reduction, a significant dro‎p in strength was observed due to localized stress concentration an‎d the initiation of microcracks, leading to a transition in fracture behavior from ductile to brittle. Fractography confirmed this change by revealing a shift from deep dimples to flat an‎d brittle fracture surfaces. Microhardness testing further demonstrated that the alloy hardness steadily increased from its initial value of about HV 126 to HV 291 at 40% strain, before decreasing to HV 258 at 75% strain. Overall, the results indicate that cryo-rolling can enhance the mechanical strength of multicomponent alloys; however, at high strains, the risk of embrittlement an‎d degradation of mechanical properties increases. Therefore, controlling the degree of rolling an‎d optimizing processing conditions are essential to achieving desirable mechanical performance. These findings can serve as a basis for designing forming processes in high-entropy alloys an‎d other multicomponent alloy systems.
استاد راهنما :
محمدرضا طرقي نژاد
استاد داور :
احمد رضائيان , محمد رضايت
لينک به اين مدرک :

بازگشت