پديد آورنده :
سعيدي خورزوقي ، فائزه
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي آلياژ آنتروپي بالا نانو ساختار AlNiMnCuCo به روش آلياژ سازي مكانيكي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده ، 95 ص. : مصور ، جدول ، نمودار
استاد راهنما :
فتح اله كريم زاده ، محمد حسن عباسي
توصيفگر ها :
آلياژ آنتروپي بالا , آلياژساز ي مكانيكي , تف جوشي پلاسمايي جرقه اي , رفتار حرارتي , خواص مكانيكي
استاد داور :
محمد علي گلعذار ، محمد حسين عنايتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/08/28
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/09/24
چكيده فارسي :
چكيده آلياژهاي آنتروپي باال دسته جديدي از مواد پيشرفته هستند كه تركيبي از حداقل 5 و حداكثر 31 عنصر مختلف با درصد اتمي مساوي و تقريبا مساوي 5 53 درصد است اينگونه آلياژها خواص مطلوبي از قبيل خواص مكانيكي حرارتي خوردگي و مغناطيسي را دارا هستند به همين دليل به شدت مورد توجه پژوهشگران واقع شدهاند ريز ساختار و خواص آلياژهاي آنتروپي باال بسته به نوع و مقدار عناصر است تاكنون آلياژهاي آنتروپي باالي AlCuNiFeCr CoCrFeMnNi AlCoCuZnNi و Al0 3CoCrFeMnNi داراي خواص مطلوب مكانيكي و حرارتي به روش آلياژ ساژي مكانيكي و تفجوشي پالسمايي جرقهاي توليد شدهاند در اين راستا انتظار ميرود كه آلياژ AlNiMnCuCo با خواص مطلوب مكانيكي و حرارتي توليد شود در اين پژوهش آلياژ آنتروپي باالي AlNiMnCuCo به روش آلياژسازي مكانيكي ساخته شد بدين منظور ابتدا پودرهاي عناصر مس منگنز كبالت نيكل و آلومينيوم به مدت 08 ساعت با نسبت گلوله به پودر 01 1 با دور 300rpm تحت فرآيند آلياژسازي مكانيكي قرار گرفت نتايج حاصل از آزمون پراش پرتو ايكس XRD تشكيل محلول جامد FCC بعد از 08 ساعت را در اين آلياژ تاييد كرد به منظور بررسي مورفولوژي پودر حاصل از آلياژ سازي مكانيكي با ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM مجهز به آناليز تفكيك پرتو ايكس EDS ارزيابي شد معيارهاي پايداري فاز در آلياژ آنتروپي باال محاسبه شد كه با معيار تشكيل محلول جامد تطابق داشت و تشكيل محلول جامد FCC را در آلياژ پيش بيني كرد پايداري ترموديناميكي با استفاده از مدل مديما براي آلياژ آنتروپي باالي AlNiMnCuCo بررسي شد كه با نتايج حاصل از الگوي پراش پرتو ايكس تطابق داشت و نشان داد محلول جامد اولين فاز تشكيل شونده در آلياژ است به منظور بررسي رفتار حرارتي آلياژ از آناليز حرارتي افتراقي DSC و آناليز توزين حرارتي TGA استفاده شد نتايج نشان داد كه آلياژ آنتروپي باالي AlNiMnCuCo از پايداري حرارتي بااليي برخوردار است و تا دماي نزديك به نقطه ذوب هيچ گونه تركيب بينفلزي ايجاد نشد به منظور ساخت نمونهي حجمي پودر آلياژ آنتروپي باال به روش تفجوشي پالسمايي جرقهاي SPS در دو دماي 008 و 009 متراكم شد و نمونهي بهينه با ساختار محلول جامد FCC BCC براي تفجوشي آلياژ انتخاب شد چگالي آلياژ آنتروپي باالي 92 1 AlNiMnCuCo با روش ارشميدس در دماي 008 به دست آمد بررسي رفتار مكانيكي آلياژ با آزمونهاي سختي ريزسختي سنجي ويكرز و سنبه برشي انجام گرفت سختي و ميكروسختي به دست آمده براي آلياژبه ترتيب 540HV و 3 0 623 HV بود كه علت باال بودن سختي را ميتوان وجود فاز BCC در آلياژ دانست مقادير تنش برشي نهايي و تسليم به ترتيب 73 68 MPa و 21 16 به دست آمد رفتار سايشي آلياژ هم در دو دماي محيط و 004 با استفاده از آزمون سايش تا مسافت 1000m مورد بررسي قرار گرفت نتايج نشان داد كه مكانيزم غالب سايش در دماي محيط و 004 سايش چسبان است همچنين مقاومت به سايش آلياژ در دماي 004 نسبت به دماي محيط بيشتر به دست آمد كه علت اين امر ايجاد پوشش اكسيدي محافظ در دماي باالاست كلمات كليدي آلياژ آنتروپي باال آلياژساز ي مكانيكي تفجوشي پالسمايي جرقهاي رفتار حرارتي خواص مكانيكي
چكيده انگليسي :
با باسمه تعالي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده مهندسي مواد Fabrication and characterization of high entropy alloy AlNiMnCuCo nanostructure by mechanical alloying method Faezeh Saeedi Khorzoghi Faezehsaeedi92@gmail com Date of Submission Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Dr Fatolah Karimzadeh karimzadeh f@cc iut ac ir Dr Mohammad Hassan Abbasi abbasi32@cc iut ac irAbstractHigh entropy alloys are a new class of advanced materials that combine a minimum of 5 and a maximum of 13different elements with equal atomic percentages and approxi mately equal 5 35 Such alloys have desirableproperties such as mechanical ther mal corrosion and magnetic properties For this reason they have been highlyregarded by researchers The microstructure and properties of high entropy alloys depend on the type and amount ofelements So far high entropy alloys AlCoCuZnNi CoCrFeMnNi AlCuNiFeCr and Al0 3CoCrFeMnNi have desirablemechanical and thermal properties produced by mechanical sagging alloy and spark plasma splitting In this regard itis expected that AlNiMnCuCo alloy will be produced with favorable mechanical and thermal properties In thisresearch high entropy alloy AlNiMnCuCo was fabricated by mechanical alloying method For this purpose powdersof copper manganese cobalt nickel and aluminum were subjected to mechanical alloying process for 80 hours with abullet to powder ratio of 1 10 at 300 rpm The results of X ray diffraction XRD test confirmed the formation of FCCsolid solution after 80 hours in this alloy In order to investigate the morphology of the powder obtained frommechanical alloying it was evaluated by scanning electron microscopy SEM equipped with X ray separation analysis EDS Phase stability criteria in high entropy alloy were calculated which cor responded to the solid solutionformation criterion and predicted the formation of FCC solid solution in the alloy Thermodynamic stability wasinvestigated using Medima model for high entropy alloy AlNiMnCuCo which was consistent with the results of the X ray diffraction pattern and showed that the solid solution is the first phase formed in the alloy Differential thermalanalysis DSC and thermal weight analysis TGA were used to investigate the thermal behavior of the alloy Theresults showed that the high entropy alloy AlNiMnCuCo has high thermal stability and no intermetallic compositionwas formed up to the temperature close to the melting point In order to make a volumetric sample high entropy alloypowder was compacted by spark plasma Sintering SPS method at two temperatures of 800 and 900 the optimalsample with FCC BCC solid solution structure for spattering Alloy was selected High en tropy alloy density ofAlNiMnCuCo 92 1 was obtained by Archimedes method at800 The mechanical behavior of the alloy wasinvestigated by hardness Vickers microhardness tests and shear mandrel The hardness and microhardness obtained forthe alloy were 540 HV and 623 HV0 3 respectively which can be attributed to the high hardness due to the presenceof BCC phase in the alloy The final shear stress and yield values were 73 68 and 61 12 MPa respectively The wearbehavior of the alloy was in vestigated at two ambient temperatures of 400 using the wear test up to a distance of1000 m The results showed that the predominant mechanism of wear is at ambient temperature and 400 is adhesivewear Also the wear resistance of the alloy at 400 was higher than the ambient temperature due to the formation of aprotective oxide coating at high temperatures Keywords High entropy alloy mechanical alloying spark plasma Sintering thermal behavior me chanical properties
استاد راهنما :
فتح اله كريم زاده ، محمد حسن عباسي
استاد داور :
محمد علي گلعذار ، محمد حسين عنايتي
