عنوان پایان‌نامه
برسی ریز ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ منیزیم WE۵۴ فرآورس شده به روش اکستروژن معکوس تجمعی ABE
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1276;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74538
- تاریخ دفاع
- ۰۳ خرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- شهریار اصغردوست
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی, سیدمحمدحسن پیش بین
- چکیده
- در پژوهش حاضر به منظور شناسایی رفتار بنیادی تغییر شکل گرم آلیاژ منیزیم WE54 آزمایش های فشار گرم در محدوده دمایی ?C 500-250 تحت نرخ کرنش 1-s 3-10 انجام پذیرفت. نتایج بدست آمده حاکی از وقوع شکست زودهنگام در دماهای پایین و همچنین رخداد گسترده دوقلویی شدن مکانیکی تا دمای ?C300 است. نتیجه اخیر به حضور فاز غنی از زیرکونیم در ریزساختار نسبت داده می شود. با افزایش دما به ?C350، وقوع رسوبگذاری دینامیکی و اثر قفل کنندگی رسوبات منجر به تعویق تبلور مجدد دینامیکی در ساختار شده است. در دماهای بالاتر به دلیل عدم حضور رسوبات در ساختار، تبلور مجدد به صورت گسترده به وقوع می پیوندد. با توجه به تاثیر پذیری بالای این آلیاژ از ناهمسانگردی، تست های فشار در جهت عمود بر جهت نورد نیز انجام شده است. نتایج حاکی از بروز ناهمسانگردی در دمای ?C350 می باشد که این امر به بافت نوردی اولیه و وقوع رسوب گذاری دینامیک نسبت داده می شود. قابل ذکر است، با توجه به جهت گیری اولیه و تفاوت در فعال شدن سیستم¬های لغزشی در دوجهت اعمال فشار، شدت وقوع تبلور مجدد در دو جهت متفاوت است. در بخش دوم این پژوهش اثر فرایند معکوس تجمعی، بر تحولات ریزساختاری آلیاژ WE54 مورد بررسی قرار گرفته است. برخلاف آنچه که مورد انتظار است به دلیل حضور فاز غنی از زیرکونیوم در ساختار وقوع ریزدانگی قابل توجهی در ساختار این آلیاژ مشاهده نشد. در ادامه به منظور بررسی پتانسیل ریزدانگی و اثرگذاری عنصر زیرکونیوم در این دسته از آلیاژها، فرایند اکستروژن معکوس تجمعی برروی آلیاژ تجاری WE43 حاوی درصد پایین تری از زیرکونیوم انجام پذیرفت. با اعمال فرایند، دانه های تبلور مجدد دینامیک به میزان قابل توجهی در داخل باندهای برشی تشکیل می شود به نحوی که با افزایش تعداد پاس اعمالی کسر تبلور مجدد یافته افزایش یافته و در نهایت منجر به ایجاد یک ساختار دوگانه از نظر توزیع اندازه دانه می شود. همچنین در پاس پنجم رخداد رسوب گذاری دینامیک منجر به افزایش دوگانگی در ساختارهای فراوری شده می شود. بررسی تحولات بافت آلیاژ نیز حاکی از تضعیف بافت پایه ای با افزایش تعداد پاس اعمالی در نتیجه ی توسعه تبلور مجدد دینامیک است. در این پژوهش همچنین خواص مکانیکی محصولات فراوری شده در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج آزمایش کشش تک محوری نمونه های فراوری شده نشان می دهد که در نتیجه اعمال فرایند مقادیر تنش تسلیم و استحکام کششی نهایی در مقایسه با ساختار اولیه افزایش یافته است. همچنین میزان ازدیاد طول تا شکست در پاس اول و سوم در مقایسه با ساختار اولیه کاهش یافته ولی در پاس پنجم به طور قابل توجهی افزایش یافته است. روند مشاهده شده بر اساس تحولات ریزساختاری و تحولات بافت مورد بحث قرار گرفته است. کلمات کلیدی: آلیاژ منیزیم؛ ناهمسانگردی؛ تبلور مجدد؛ باند برشی؛ بافت؛ رسوب گذاری دینامیک؛
- Abstract
- In the present study, hot compression tests were performed at different temperatures and at constant strain rate. The tests were conducted in two directions: parallel and perpendicular to the rolling direction to investigate the anisotropic behavior of WE54 alloy. The results were evident of pre-mature failure at low temperatures and also widespread twinning at low temperatures to high temperatures 300o C which hints at presence of zirconia rich phases. On the other hand, as the temperature was risen to 350o C, dynamic precipitation and also locking of the precipitates resulted in delaying of the dynamic recrystallization and also emergence of anisotropic behavior which can well be attributed to the initial rolled texture of the WE54 alloy. At higher temperatures though, due to the absence of any precipitates in the structure, recrystallization was observed extensively throughout the alloy; depending on the preliminary orientation and the difference in the activation of slip systems in the two compression directions, the extent of recrystallization was unalike in the two different directions. In the second part of this study, the effect of the accumulative back extrusion on the microstructural evolutions of alloys WE54 and WE43 and also the changes in the texture of the alloy WE43 was investigated. As a result of dynamic recrystallization finer grains were apparent in the areas adjacent to the shear bands such that as the pass number increased, the fraction of the re-crystallized areas also increased which consequently lead to formation of bimodal structure. Moreover, in the 5th pass, due to the dynamic re-crystallization, the bimodal structure areas were even intensified. Also, analysis of the texture changes indicated weakening of the primary textures as the number of the pass increased; this can be explained by expansion of the dynamic recrystallization inside the shear bands. The mechanical properties of the processed WE43 alloys was also investigated in the current research. The results of uniaxial tensile tests on processed specimens showed as a result of the accumulative back extrusion, the values for yield stress and ultimate tensile strength were greater than that of the primary structures. Furthermore, elongation values after 1pass and 3pass were found to be reduced compared to the primary structure. However, after 5pass it was remarkably greater. The observed trend was discussed in terms of microstructural evolutions and texture changes.
