شماره راهنما :
1669 دكتري
پديد آورنده :
قائدي، محمد صادق
عنوان :
مطالعه ي اثر متقابل استحاله ي فازي و حفره ها در ابعاد نانو، بر مبناي نظريه ميدان فاز سازگار ترموديناميكي
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هجده، 156ص .: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي جوانبخت
استاد مشاور :
صالح اكبرزاده
توصيفگر ها :
برهمكنش استحاله فازي و حفره , ميدان فاز , اجزاي محدود , انرژي الاستيك
استاد داور :
محمد محمدي اقدم، سعيد ضيايي، مهدي سلماني تهراني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/10/15
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/16
چكيده فارسي :
چكيده حفرهها بهعنوان يكي از مرستتتومترين و مهمترين عيوب و بهصتتتورت ميدانهاي محلي ناهمگن نقش ويژهاي در تغييرات ستتتاختاري و چگونگي ايجاد نانو و ميكروستتاختارها و در نتيجه تعيين خواص ماده ايفا مينمايند از ستتوي ديگر رفتارآنها شتتامل پيدايش رشتتد و حركت متاثر از عيوب ديگر و نيز تغييرات ساختاري ماده ا ست يكي از مهمترين تغييرات ساختاري ا ستحاله فازي مارتنزيتي ا ست كه همراه با تغيير مكان اتمها نستتبت بههم و بدون رخداد پديده نفوذ اتمهاستتت و عامل ايجاد بستتياري از نانو و ميكروستتاختارها و خواص ت ت ت ت منحصر به فرد ميباشد پژوهشهاي گسترده نشان از حضور همزمان استحاله فازي و حفرهها و تاثير عمده آنها بر يكديگر در بسياري از مواد است اين برهمكنش ناشي از تغييرات خواص مادي و انرژي ناشي از حضور حفرهها و استحاله فازي بريكديگر است كه جوانهزني و رشد هر يك را ميتواند بهشدت تغيير دهد در مطالعهي حاضر ابتدا ديناميك نانوحفره با در نظرگرفتن وابستگي مدول يانگ و انرژي ت شكيل حفره به دما مورد برر سي قرار گرفت برر سي ميدان توزيع تنش براي دماهاي مختلف ن شان از تمركز تنش باال در محل صفحه مشتتترك جامد گاز ميباشتتد ستت س روابط تنش ستتطح مشتتترك گاز جامد بهعنوان عاملي تاثيرگذار بر ميدان تنش محلي از قوانين ترموديناميك براي حفره استتخراج گرديد و ستينتيك حفره در يك تك بلور بهصتورت دو بعدي با در نظر گرفتن تنش ستطح مشتترك مدل سازي گرديده و تاثير تنش سطح مشترك بر چگونگي رشد و از بين رفتن حفره مورد مطالعه قرار گرفت تنش صفحه مشترك تاثير بهستتزايي بر توزيع تنش ميگذارد و باعث تغيير شتتكل ريزستتاختار ميگردد در ادامه تحوالت دما القاي نانوحفره در مجاورت صتتفحه م شترك ثابت آ ستنيت مارتنزيت مورد مطالعه قرار گرفت بهعنوان نوآوري عالوه بر نظريه ارائه شده ضريب پويايي و انرژي ت شكيل حفره وابسته به فازها در نظر گرفته شده است درقسمت بعدي تاثير نانوحفره از پيش موجود بر استحاله فازي مارتنزيتي با استفاده از روش ميدان فاز مورد برر سي قرار گرفته ا ست و انت شار صفحه م شترك آ ستنيت مارتنزيت با و بدون ح ضور نانوحفره در دما و كرنشهاي مختلف مورد مطالعه قرار گرفت در حضتتور نانوحفره صتتفحه مشتتترك درحال حركت قبل از رستتيدن به نانوحفره به خاطر تمركز تنش موجود در اطراف نانوحفره به شتتتكل غيرصتتتفحهاي تبديل ميگردد نانوحفره ها پايداري فازهاي كمثبات را با ايجاد ميدان كرنش غيراالستيك و تقويت نيروي پيشران استحاله فازي تغيير ميدهند كه نتايج نشان از ظهور ريزساختارهاي كمثبات مشابه براي بازهي دمايي 512 تا 032 كلوين بوده كه در حضتتور نانوحفره ناپايدار ميگردند در فصتتل آخر تاثير نانوحفره از پيش موجود بر رشتتد مارتزيت تحت تنش تكمحوره و دومحوره در فلز نيكل آلومينيوم مورد بررستتي قرار گرفت و تنش آستتتانه استتتحاله فازي براي دماها و كرنشهاي ت ت ت غيرمتجانس مختلف محاسبه گرديد تاثير اندازه نانوحفره بر تنش آستانه استحاله فازي براي شعاعهاي مختلف و در دماهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت مدلسازي عددي با استفاده از روش اجزاي محدود و با استفاده از نرمافزاركامسول انجام پذيرفته است كلمات كليدي برهمكنش استحاله فازي و حفره ميدان فاز اجزاي محدود انرژي االستيك هشت
چكيده انگليسي :
156 Interaction between phase transformations and void at the nanoscale based on thermodynamically consistent phase field approach Mohammad Sadegh Ghaedi m sadegh ghaedi@gmail com Date of Submission 2020 09 17 Mechanical Engineering group Pardis College Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree Ph D Language FarsiSupervisor Dr Mahdi Javanbakht Javanbakht @cc iut ac irAdvisors Dr Saleh Akbarzadeh s akbarzadeh@cc iut ac irAbstractVoids perform a considerable role in material properties of metals in di erent types of environments atdi erent length scales Within the growth of voids phase transformations PTs at the void surface occur atthe nanoscale Voids represent a misft strain feld inside the solid gas interface Owing to their geometry theyplay role as a stress concentrators which signifcantly change the mechanical driving force for di erentphenomena such as dislocations generation and growth PTs nanovoids evolution fracture and more Hence because of their stress concentration and the interfacial energy the interaction of voids with other defects interfaces and interphases plays an important role in kinetics thermodynamics and nanostructure In the firststep of this thesis phase field method is used to study the growth annihilation of nanovoids under thermaland mechanical loadings The novel point in the present physical model is including the temperaturedependence of elastic properties and void formation energy In the second step a thermodynamicallyconsistent interface stress is derived for the solid gas interface of nanovoids within the concept of the phasefield approach and using the laws of thermodynamics The interface stress changes the total stress distributionand affects the elastic stress field Then thermal induced nanovoid evolution in the vicinity of an immobileaustenite A martensite M interface is studied The effect of the phase dependent energy barrier and themobility coefficient of nanovoids the transformation strain and the A M interface width size on the nanovoidevolution is in detail investigated and the nanovoid structures and stress fields are presented The effect of apre existing nanovoid on martensitic phase transformation PT is investigated using the phase fieldapproach With the nanovoid the evolution of the moving interface is changed even before it reaches thenanovoid surface due to the nanovoid stress concentration In the last section the e ect of a pre existingnanovoid on martensitic growth under uniaxial and biaial stress in NiAl is investigated using the phase feldtheory The dependence of the misft strain on the nanovoid radius is considered which results in proper surfacestress Keywords Nanovoid Martensitic growth Misfit strain Phase feld theory
استاد راهنما :
مهدي جوانبخت
استاد مشاور :
صالح اكبرزاده
استاد داور :
محمد محمدي اقدم، سعيد ضيايي، مهدي سلماني تهراني
