عنوان پایان‌نامه
تاثیر انجام عملیات تغییر شکل پلاستیک بر رفتار سودوالاستیک فولاد مارتنزیتی فوق ریز دانه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1213;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70353
- تاریخ دفاع
- ۲۵ مرداد ۱۳۹۴
- دانشجو
- پویا حکیمی پور
- استاد راهنما
- محمود نیلی احمدآبادی
- چکیده
- آلیاژ Fe-10Ni-7Mn (%wt) اخیراً دسته ای از آلیاژهای حافظه دار پایه آهنی محسوب می-شود. خاصیت حافظه داری در این آلیاژها بر اساس استحاله آستنیت به مارتنزیت اپسیلون و استحاله برگشتی آن شکل می گیرد. یکی از خواص آلیاژهای حافظه دار پایه آهنی خاصیت سودوالاستیک است. هدف از انجام این تحقیق بررسی تغییرات ریزساختاری ایجاد شده در طول فرآیند نورد در این آلیاژ و تأثیر متعاقب آن بر رفتار و مکانیزم استحاله در عملیات حرارتی بعدی می باشد. به علاوه تأثیر این تغییرات بر خاصیت سودوالاستیک بررسی خواهد گردید. در این تحقیق نورد سرد آلیاژ Fe-10Ni-7Mn به میزان 70% منجر به ایجاد آستنیت فعال شونده با کرنش با ابعاد فوق ریزدانه گردید. وجود فاز آستنیت با استفاده از آزمونEBSD مورد تأیید قرار گرفت. همچنین استحکام بخشی به آلیاژ در فرآیند نورد به واسطه ی ایجاد چگالی بالای نابه جایی ها انجام پذیرفت. به این علت امکان تغییر شکل فاز آستنیت به وسیله ی استحاله آستنیت به مارتنزیت اپسیلون فراهم گردید، و خاصیت سودو الاستیک به میزان بیشینه¬ی 33% مشاهده شد. میزان خاصیت سودو الاستیک با استفاده از بارگذاری سیکلی مورد بررسی قرار گرفت. از طرفی دیگر 70% نورد سرد منجر به ریز شدن شدید بلاکهای مارتنزیتی و کاهش در دمای آغاز استحاله آستنیتی در این آلیاژ گردید. این عوامل به همراه ایجاد آستنیت فعال شونده با کرنش باعث افزایش شدید در استحاله مارتنزیت به آستنیت در آنیل دو فازی در دمای °C600 شد. بررسی استحاله برگشتی مارتنزیتی با استفاده از آنالیز دیلاتومتری انجام شد. همچنین میزان آستنیت باقیمانده در دمای محیط برای نمونه 70% نورد سرد شده بعد از آنیل دوفازی افزایش یافت و به مقدار بیشینه 50% رسید. عدم استحکام فاز آستنیت در این حالت باعث تغییر شکل آستنیت با مکانیزم لغزش شد و خاصیت سودوالاستیک مشاهده نشد. به منظور ایجاد خاصیت سودوالاستیک، استحکام بخشی به فاز آستنیت از طریق عملیات پیرسازی در دمای °C480 انجام شد. ایجاد رسوبات ریز fct-NiMn باعث استحکام بخشی به فاز آستنیت و ایجاد خاصیت سودوالاستیک در نمونه ها گردید. بیشترین میزان سودو الاستیک بعد از پیرسازی، مقدار 83% بدست آمد. این مقدار بیش از 2 برابر بیشینه درصد سودوالاستیک نمونه ی آنیل محلولی بعد از این عملیات می باشد. کلمات کلیدی: خاصیت سودوالاستیک، تغییر شکل پلاستیک، نورد سرد، فولاد مارتنزیتی Fe-Ni-Mn، عملیات آنیل دوفازی، استحاله برگشتی مارتنزیتی.
- Abstract
- Fe-10Ni-7Mn (%wt) alloy is one of the iron-based shape memory alloys. The shape memory effect in this alloy is related to the austenite to epsilon martensite transformation under deformation and its reversion under heating. The aim of this research is to investigate the microstructural evolution during cold rolling and its effects on the mechanism of reverse martensitic transformation under subsequent heat treatment. In addition, the effect of microstructural evolution on the pseudoelastic behavior has been studied. It was found that 70% cold rolling leads to deformation-induced austenite formation as it was confirmed by EBSD results. The results showed that increasing of dislocation density during cold rolling resulted in strengthening of the studied alloy and changed the deformation mechanism from glide perfect dislocation to austenite to epsilon martensite transformation. Therefore the maximum percentage of pseudoelasticity was obtained about 33%. The value of pseudoelasticity was studied by means of cyclic loading-unloading tension at room temperature. On the other hand the results showed that 70% cold rolling lead to refine martensite blocks and decrease in austenite start temperature. These evolution accompanied by the formation of deformation-induced austenite lead to drastic increase of reverse martensitic transformation during intercritical annealing at 600 °C. The amount and mechanism of the reverse transformation investigated by means of dilatometry test. In addition, the amount of retained austenite in room temperature for 70% cold rolled specimen after intercritical annealing increased and reached to the maximum value of 50%. Performing cyclic tensile test on the mentioned specimen showed that slip is the main deformation mechanism since the austenite and martensite are soft enough for easy dislocation gliding. Therefore there was no trace of pseudoelasticity after intercritical annealing. In order to promote pseudoelasticity, the aging treatment was done at 480 °C for strengthening the austenite phase. Subsequently, the formation of fine fct-NiMn precipitate during aging resulted in strengthening of austenite phase and development of pseudoelasticity. The maximum value of pseudoelasticity after aging was obtained about 83%. This value is two times higher than the maximum value of pseudoelasticity in solution annealed specimen after the same treatments. Keywords: Pseudoelastic behavior; Prior deformation; Cold rolling; Fe-Ni-Mn martensitic steel; Intercritical annealing; Reverse martensite transformation.
