عنوان پایان‌نامه
تاثیر عملیات حرارتی بر رفتار تریبولوژیکی آلیاژ های
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40387;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 735
- تاریخ دفاع
- ۲۴ دی ۱۳۸۷
- دانشجو
- رضا علی عسگریان
- استاد راهنما
- حمیدرضا قاسمی منفردراد
- چکیده
- در این پژوهش تاثیر عملیات حرارتی بر رفتار تریبولوژیکی آلیاژهای نیکل-تیتانیم غنی از نیکل مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور سه آلیاژ نیکل- تیتانیم با مقادیر مختلف نیکل شامل 5/55، 5/56 و 5/57 درصد وزنی تهیه شد. هر سه آلیاژ تحت عملیات حرارتی پیرسازی در زمان¬ها و دماهای مختلف قرار گرفتند و دو نوع عملیات پیرسازی در دمای C°400 و C°700 و به مدت یک ساعت به عنوان عملیات حرارتی بهینه انتخاب شد. تاثیر عملیات حرارتی بر خواص سایشی، مکانیکی و فیزیکی نمونه ها شامل استحکام فشاری، چقرمگی، کارسختی، سختی، سوپرالاستیسیته و دماهای استحاله نیز بررسی شد. رفتار سایشی نمونه¬های پیرسازی شده به روش پین روی دیسک در شرایط خشک و دمای محیط، تحت دو نیروی N20 و N60، سرعت لغزش m/s3/0 و مسافت m1000 مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش¬های سایش نمونه¬های Ni-Ti در مقابل پین فولادی و همچنین پین کاربید تنگستنی جهت بررسی رفتار تریبولوژیکی انجام گرفت. نتایج حاصله حاکی از آن است که پیرسازی در دماهای مختلف تاثیر چندانی بر خواص مکانیکی و فیزیکی نمونه¬های Ti-55.5wt%Ni ندارد. این در حالی است که در نمونه¬های Ti-56.5wt%Ni و Ti-57.5wt%Ni پیرسازی در دمای C°400 باعث افزایش سختی و کارسختی و کاهش چقرمگی در مقایسه با پیرسازی در دمای C°700 شده است. نتایج مربوط به آزمایش¬های سایش تحت نیروی N20 در مقابل پین فولادی نشان می¬دهد که نمونه¬های Ti-55.5wt%Ni با وجود سختی بسیار کم، به دلیل خاصیت سوپرالاستیک مناسب، دارای مقاومت به سایش تقریبا یکسانی با دیگر آلیاژهای با درصد نیکل بالاتر هستند. نکته دیگر اینکه تحت نیروی N20 در هر دو آلیاژ Ti-56.5wt%Ni و Ti-57.5wt%Ni، نمونه¬های پیرسازی شده در دمای C°400 با مقدار کارسختی بالاتر و چقرمگی کمتر مقاومت سایشی کمتری از خود نشان می-دهند. همچنین نتایج نشان می¬دهد که هنگام استفاده از پین فولادی نرخ سایش اکثر نمونه¬ها با افزایش بار از N20 به N60 کاهش یافته است. کاهش نرخ سایش مربوط به ایجاد لایه تریبولوژیکی با ماهیت اکسیدی بر روی سطح نمونه¬ها می¬باشد. نتایج مربوط به آزمایش¬های سایش با استفاده از پین کاربید تنگستن نشان می¬دهد هر چند سایش نمونه¬ها با افزایش بار از N20 به N60 افزایش یافته است، اما نرخ سایش ویژه همه نمونه¬ها، با افزایش بار کاهش یافته است. دلیل این پدیده می‌تواند به دلیل قابلیت بالای کارسختی نمونه¬های نیکل-تیتانیم ¬باشد.
- Abstract
- The effect of heat treatment on the tribological behavior of nickel rich Ni-Ti alloys was investigated. Three NiTi alloys with composition of 55.5, 56.5 and 57.5 wt% Ni were prepared. The alloys were aged at 400°C and 700°C for one hour. Effects of the heat treatments on wear behavior and mechanical and physical properties of the alloy such as compressive strength, toughness, work hardening, hardness, superelasticity and transformation temperatures were investigated. Dry sliding wear tests were performed on a pin-on-disk tribometer using NiTi disks against both SAE 52100 bearing steel and tungsten carbide (WC) pins. The wear tests were carried out under normal loads of 20 N and 60 N at sliding speed of 0.3 m/s for sliding distance of 1000 m. The results showed that the aging at different temperatures had no effect on the physical and mechanical properties of Ti-55.5wt%Ni alloy. However, for the Ti-56.5wt%Ni and Ti-57.5wt%Ni alloys, aging at 400°C resulted in a higher hardness and work hardening and lower toughness in comparison with aging at 700°C. Wear resistant of Ti-55.5wt%Ni alloy with lower hardness under a normal load of 20 N against the steel pin was almost the same as Ti-56.5wt%Ni and Ti-57.5wt%Ni alloys which was attributed to the superelasticity effect of Ti-55.5wt%Ni alloy. The Ti-56.5wt%Ni and Ti-57.5wt%Ni alloys aged at 700?C with higher toughness showed lower wear under an applied load of 20 N in comparison with those aged at 400?C. The results also showed that in the wear tests involving steel pins, the wear rate of NiTi alloys decreased as the normal load was increased. These could be due to the formation of stable tribological layers on the contacting surfaces. However, for the NiTi/WC contact, the wear of NiTi alloys was increased with the increase of normal load.
