شماره راهنما :
1979 دكتري
عنوان :
بررسي رفتار تغيير شكل داغ و ترسيم نقشه هاي فرايندي آلياژ آنتروپي بالا Fe-Co-Cr-Ni
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شانزده، 124ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدرضا طرقي نژاد، احمد رضائيان
استاد مشاور :
غلام رضا ابراهيمي، ژنگانگ وو
توصيفگر ها :
تغيير شكل داغ , آلياژ آنتروپي بالا , تبلور مجدد ديناميكي , انرژي فعال سازي تغيير شكل , نرخ كار سختي , معادلات بنيادي , رشد دانه , ساختار گردنبندي , مكانيزم بادكردگي , نقشه هاي فرايند
استاد داور :
ابوذر طاهري زاده، حامد ميرزاده سلطان پور، قاسم ديني تركماني
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/09/01
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/09/01
چكيده فارسي :
در اين پژوهش به بررسي رفتار تغييرشكل داغ سيستم آلياژي FeCoCrNi پرداخته شده و تأثير پارامترهاي تغييرشكل داغ بر تحولات ريزساختاري و سختي بررسي شده است. بدين منظور، آزمون هاي فشار داغ در محدوده دمايي 1200-800 درجه سانتيگراد و دامنه نرخ كرنش 1-0/001 بر ثانيه روي نمونه هاي استوانه اي شكل انجام گرديدند. منحني هاي تنش سيلان حاصل از آزمون فشار داغ در شرايط مختلف، رخداد فرايندهاي كار نرمي شامل بازيابي و تبلورمجدد ديناميكي حين تغييرشكل داغ را نشان دادند. انجام آزمون هاي فشار داغ در شرايط مختلف دما و نرخ كرنش باعث تغيير در روند منحني هاي تنش سيلان گرديد، به طوري كه با افزايش دماي تغييرشكل و كاهش نرخ كرنش، مقادير تنش و كرنش پيك به علت رخداد تبلورمجدد ديناميكي كاهش يافت. محاسبه تنش و كرنش لازم براي شروع تبلورمجدد ديناميكي با استفاده از روش محاسبه نرخ كارسختي نشان داد كه با كاهش دما و افزايش نرخ كرنش، تنش و كرنش بحراني شروع تبلورمجدد افزايش مي يابد. از پارامتر زنر-هولمان و روابط بنيادي وابسته به كرنش براي پيش بيني منحني هاي سيلان در شرايط مختلف و محاسبه ثوابت آلياژ استفاده گرديد. انرژي فعال سازي ظاهري تغييرشكل داغ آلياژ با اندازه دانه اوليه ي 42.3 ميكرومتر، 508kJ/mol محاسبه شد كه نسبت به آلياژ CoCrNi كمتر و نسبت به آلياژهاي FeCoCrNiMn و FeCrCuNi2Mn2 بيشتر بود. مطالعات ريزساختاري از نمونه هاي تغييرشكل داده شده در شرايط مختلف نشان داد كه تغيير شكل در دماهاي 800 و 900 درجه سانتيگراد باعث تشكيل ساختار گردنبندي مي شود اما در دماهاي بالاتر، منجر به ساختاري كاملا" تبلورمجدد يافته مي گردد. هم چنين بررسي هاي ريزساختاري نشان دادند كه با افزايش دماي تغييرشكل و كاهش نرخ كرنش، كسر و اندازه دانه هاي تبلورمجدد يافته افزايش مي يابد. با استفاده از منحني هاي تنش سيلان در شرايط مختلف نقشه فرايندي تغيير شكل داغ آلياژ در كرنش 0.8 به منظور شناسايي دامنه ايمن (دما و نرخ كرنش مناسب) براي وقوع تبلورمجدد ديناميكي ترسيم گرديد. نتايج نشان داد كه يك ناحيه ناپايدار و دو ناحيه پايدار جهت تغييرشكل وجود دارد كه رشد دانه باعث ناپايداري و تبلورمجدد ديناميكي دليل اصلي پايداري بوده اند. شرايط بهينه براي تغيير شكل داغ آلياژ دماي 1000 درجه سانتيگراد و نرخ كرنش 1 بر ثانيه در نظر گرفته شد. چون در اين شرايط ساختاري كاملا" تبلورمجدد يافته با مقدار بالاي بازده اتلاف انرژي حاصل گرديد. تحليل به روش ريتولد پراش پرتو ايكس نمونه هاي تغييرشكل داغ داده شده در شرايط مختلف نشان داد كه با افزايش دما و كاهش نرخ كرنش، دانسيته نابجايي ها كاهش يافته است. ضمنا" انرژي فعال سازي رشد دانه در حين تغييرشكل داغ 410kJ/mol محاسبه شد.
چكيده انگليسي :
The hot deformation behavior of a FeCoCrNi high-entropy alloy was investigated in this work. The tests were carried out at 800–1200 oC, under strain rates of 0.001–1 s-1 and the effect of friction between specimen and tool on flow stress curves under different deformation conditions was analyzed and modified. Flow stress curves obtained from hot compression tests in different conditions showed the occurrence of soft working processes including recovery and dynamic recrystallization during hot deformation. Conducting hot compression tests under different conditions caused a change in the trend of the flow stress curves, so that with the increase in the deformation temperature and decrease in the strain rate, the peak stress and strain values decreased due to dynamic recrystallization. The dynamic recrystallization parameters such as critical, peak, and steady-state stresses, and strains were determined using the work hardening rate analysis. Moreover, the experimental results were employed to determine the constitutive equation with strain-dependent material constants for modeling and for predicting of flow stress at different deformation conditions. The results indicated that the activation energy for deformation of the alloy with the initial grain size of 42 µm was estimated to be about 508 kJ/mol. Also the critical stress and strain for initiating dynamic recrystallization were inversely proportionate to deformation temperature and the strain rate. Microstructural studies of deformed samples in different conditions showed that deformation at temperatures of 800 oC and 900 oC causes the formation of a necklace structure, but at higher temperatures, it leads to a completely "recrystallized" structure. In addition, with increase in deformation temperature and decrease in strain rate, more DRX grains were formed along grain boundaries and shear bands, resulting in a decrease in the density of dislocations and a reduce in the flow stress. Using the flow stress curves in different conditions, processing maps of hot deformation of the alloy at a strain of 0.8 were developed in order to identify a safe range (temperature and strain rate) for dynamic recrystallization to occur. The generated processing maps indicated that there was only one unstable region and two stable regions in which dynamic recrystallization occurred. In the unstable regions, grains growth caused to instability. Finally, an optimum hot working condition for the alloy was predicted at a temperature of about 1000 oC and the strain rate 1 s-1. Because in these conditions, a completely "recrystallized" structure with a high amount of efficiency of power dissipation was obtained. Meanwhile, the activation energy of grain growth during hot deformation was calculated to be 410 kJ/mol.
استاد راهنما :
محمدرضا طرقي نژاد، احمد رضائيان
استاد مشاور :
غلام رضا ابراهيمي، ژنگانگ وو
استاد داور :
ابوذر طاهري زاده، حامد ميرزاده سلطان پور، قاسم ديني تركماني
