عنوان پایان‌نامه
افزایش میزان حجم آزاد در فلزات شیشه ای حجیم توسط فرایند های تغییر شکل پلاستیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1271;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74215
- تاریخ دفاع
- ۲۲ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- مریم عظیمی
- استاد راهنما
- محمود نیلی احمدآبادی
- چکیده
- با وجود خواص منحصر به فرد آلیاژهای شیشه ای، این دسته از مواد اغلب داکتیلیته ی پایینی در دمای محیط دارند. علت پایین بودن داکتیلیته در این مواد به موضعی شدن کرنش در یک یا چند باند برشی بر می گردد. این باندها به محض تشکیل به سرعت انتشار پیدا کرده و منجر به شکست ناگهانی قطعه می شوند. از آنجایی که مناطقی با حجم آزاد بیش تر مکان های ترجیحی برای جوانه زنی باندهای برشی هستند، افزایش میزان حجم آزاد منجر به افزایش تعداد باندهای برشی شده و افزایش دانسیته ی باندهای برشی نیز افزایش داکتیلیته را در پی خواهد داشت. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر اعمال تنش های طولانی مدت بر روی میزان حجم آزاد و به تبعیت از آن بر روی خواص مکانیکی است. به این منظور، آلیاژ شیشه ای با ترکیب (Fe40Co8Cr15Mo13Y2C16B6(at% به قطر mm2 توسط کوره ی ذوب قوسی تحت خلا، به روش ریخته گری مکشی در قالب مسی آبگرد تهیه شد. به منظور تعیین استحکام تسلیم این آلیاژ تست فشار بر روی سه نمونه با شرایط یکسان انجام گرفت. بعد از آن تاثیر بارگذاری به مدت 450 دقیقه در تنش های 1500، 2000 و MPa2500 (تنش های کمتر از استحکام تسلیم)، بر روی مدول یانگ، سختی و مرفولوژی باندهای برشی زیر سطحی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان دادند که بارگذاری در تنش های 1500 و MPa2000 منجر به کاهش مدول یانگ نمونه ها و همچنین افزایش دانسیته ی باندهای برشی زیر سطحی نسبت به نمونه ی ریختگی شده است که می توان آن را ناشی از افزایش میزان حجم آزاد در اثر بارگذاری دانست. با وجود این میزان سختی به دلیل برخورد باندهای برشی تشکیل شده با همدیگر و با ناهمگنی های ساختاری و سخت تر شدن انتشار آن ها، تغییر چندانی نکرده است. این در حالی است که به نظر می رسد بارگذاری در تنش MPa2500 با کاهش میزان حجم آزاد در نتیجه ی آرمیدن ساختاری یا تبلور منجر به افزایش مدول یانگ و هم چنین سخت تر شدن ماده شده است.
- Abstract
- Bulk metallic glasses (BMGs) exhibit superior properties like high compressive strength, corrosion resistance and abrasion resistance; however, they usually suffer from low ductility at room temperature. The low ductility in BMG materials is due to inhomogeneous and localized plastic flow into narrow shear bands which results in catastrophic failure. The regions with high amount of free volume are preferential sites for nucleation of shear bands. In other words, by increasing the amount of free volume of structure, the number of shear bands are increased which results in ductility improvement. In this research, the effect of applying long-term compressive stress on amount of free volume and mechanical properties of Fe40Co8Cr15Mo13Y2C16B6 (at%) which was prepared by vacuum arc remelting furnace (VAR) has been successfully investigated. Three samples were subjected to compressive stress (1500, 2000 and 2500MPa) for 450 minutes and then mechanical properties such as young modulus, hardness and morphology of subsurface shear bands have been studied. The results demonstrate that applying 1500 and 2000MPa compressive stress on samples eventuates decreasing young modulus and also increasing the density of shear bands in comparison with as cast sample. Moreover, interaction of shear bands with each other and with structural heterogeneity restricts the propagation of shear bands; thus the value of hardness does not change sufficiently. In addition, results indicate that by applying 2500MPa compressive stress on sample structural relaxation or crystallization is occurred which results in decreasing the amount of free volume; therefore, young modulus and hardness of samples are increased. Keywords: Metallic Glass, Ductility, Free Volume, Shear band.
