عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر کلسیم بر ریز ساختار وخواس مکانیکی آلیاژ mg-۵%sn فرآوری شده به روش ECAP
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1242;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72514
- تاریخ دفاع
- ۲۳ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- مجتبی بیکدلی
- استاد راهنما
- رضا محمودی, رضا رومینا
- چکیده
- در تحقیق پیش رو تاثیر کلسیم بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ Mg-5%Sn فرآوری شده به روش ECAP مورد بررسی قرار گرفت. آلیاژهای Mg-5Sn (T5) و (TX52) Mg-5Sn-2Ca به روش ریخته گری تولید شدند. فرآیند اکستروژن در دمای oC380 با نسبت 5/11 به 1 و در ابعاد نهایی mm 11×11 انجام شد. مواد اکسترود شده توسط فرآیند فشردن در قالب زاویه ای با مقاطع یکسان (ECAP) در دمای oC 200، فرآوری شدند. فرآیند ECAP در مسیر BC و به تعداد 1، 2 و 4 پاس انجام شد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، و آنالیز فازی به وسیله پراش پرتو X (XRD) صورت گرفت. بافت بلوری برای مواد فرآوری شده پس از اکستروژن و ECAP با استفاده از تصاویر قطبی، اندازه گیری و بررسی شد. خواص مکانیکی آلیاژهای مورد بررسی توسط آزمون سختی سنجی و آزمون پانچ برشی در دمای محیط و دمای بالا (در نرخ کرنش های مختلف) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش Ca باعث تشکیل فاز جدید CaMgSn در کنار فاز Mg2Sn می شود. اعمال ECAP سبب کاهش قابل توجه اندازه دانه شده و بیشترین میزان ریزدانگی در آلیاژهای T5 و TX52 به ترتیب در پاس های 4 (?m1/1) و 2 (?m1) حاصل میشود. بررسی بافت کریستالی برای مواد فرآوری شده پس از اکستروژن و ECAP حاکی از تغییر در شدت بیشینه و جهت گیری قاعدهای و منشوری اجزای بافت بود. میزان سختی آلیاژ TX52 در تمامی شرایط بالاتر از آلیاژ T5 بوده و در هر دو آلیاژ با افزایش تعداد پاس تا 2 پاس، سختی افزایش یافته و بعد از دو پاس تقریبا ثابت می ماند. میزان افزایش سختی در هر دو آلیاژ TX52 و T5 از حالت اکسترودی به 2 پاسECAPشده در حدود 21 درصد بوده است. مطالعه خواص مکانیکی نشان داد که افزایش Ca به آلیاژ T5 در تمامی شرایط منجر به افزایش استحکام برشی (در حدود MPa10) و کاهش انعطاف پذیری می شود. بررسی رفتار سوپرپلاستیسیته در آلیاژهای مورد بررسی نشان داد که بیشترین مقدار توان حساسیت به نرخ کرنش (41/0) در دمای oC300 برای نمونه های 2 پاس ECAP شده از آلیاژ TX52 به دست آمد، که بیانگر بروز رفتار سوپرپلاستیک از طریق لغزش مرزدانه ای به عنوان مکانیزم غالب تغییرشکل است. کلمات کلیدی: آلیاژهای منیزیم-قلع، ECAP، آزمون پانچ برشی، رفتار سوپرپلاستیک
- Abstract
- Effect of 2% calcium addition on the microstructure and mechanical properties of Mg-5%Sn magnesium alloy was investigated. After casting and homogenization, extrusion was performed at 380?C with an extrusion ratio of 11.5:1. Equal channel angular pressing (ECAP) carried out at 200?C using route BC. Samples were processed to 1, 2 and 4 passes. The microstructure was investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Textural studies of the extruded and ECAPed materials were done using pole figures. Shear strength at room and high temperatures was determined by shear punch testing. Result showed that calcium addition leads to the formation of CaMgSn. ECAP reduced the grain size where the grain sizes of 1.1?m and 1?m were achieved for the Mg-5Sn and Mg-5Sn-2Ca alloys after 4 and 2 passes, respectively. Results from textural studies showed that Mg-5Sn-2Ca has a random texture in comparison with the Mg-5Sn alloy. Mechanical properties revealed that Mg-5Sn-2Ca alloy has a greater shear strength and lower ductility than Mg-5Sn alloy. The maximum m-value of 0.41, achieved at 300?C for Mg-5Sn-2Ca alloy after 2 passes, was indicative of a superplastic behavior. The calculation of activation energy showed that grain boundary sliding accommodated by grain boundary diffusion was the most dominant deformation mechanism for the Mg-5Sn-2Ca alloy after 2 passes of ECAP. Keywords: Magnesium alloy, ECAP, Shear punch test, Superplastic behavior.
