عنوان پایان‌نامه
ریز ساختارناهمسانگردی و خواص مکانیکی آلیاژهای MG-Liفرآوری شده به روش اکستروژن و ECAP
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 974;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55715
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- مصطفی کرمی
- استاد راهنما
- رضا محمودی
- چکیده
- آلیاژ¬های LZ61، LZ81 و LZ121 که به ترتیب دارای 6، 8 و 12 درصد وزنی عنصر Li و 1 درصد وزنی عنصر روی هستند، به روش ریخته¬گری تولید شدند. فرآیند اکستروژن در دمای °C 300 با نسبت 5/11 به 1 انجام شد. مواد اکسترود شده توسط فرآیند فشردن در کانال¬های زاویه¬دار با هم-مقطع (ECAP) در دمای °C 200 فرآوری گردیدند. فرآیند ECAP به شیوه¬ی BC و به میزان 1، 2 و 4 پاس انجام شد. بررسی¬های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری و آنالیز فازی به وسیله¬ی پراش پرتو X صورت گرفت. خواص مکانیکی آلیاژ¬های مورد بررسی توسط آزمون پانچ برشی در دمای محیط و دمای بالا (در نرخ¬های کرنش مختلف) مورد بررسی قرار گرفت. آزمون پانچ برشی روی نمونه¬هایی که با جهت اعمال فشار زوایای مختلف می¬سازند، انجام شد و بافت بلوری آلیاژ¬ها برای تحلیل نتایج بررسی شد. نتایج نشان داد که اعمال ECAP سبب کاهش قابل توجه اندازه دانه در هر سه آلیاژ شده است، گرچه وقوع اتلاف Li در آلیاژ LZ81 پس از 4 پاس باعث رشد دانه در فاز ? از این آلیاژ شد. مطالعه¬ی خواص برشی در دمای محیط مبین آن بود که افزایش درصد Li منجر به کاهش خواص استحکامی و در مقابل افزایش انعطاف¬پذیری در آلیاژ¬های مورد بررسی شده است. همچنین کاهش اثر بافت بلوری بر خواص مکانیکی و ناهمسانگردی در پی افزایش کسر حجمی فاز ? در آلیاژ¬های مورد بررسی مشهود بود. آنالیز بنیادی رفتار تغییرشکل برشی گرم آلیاژ LZ61 پس از اکستروژن نشان داد که معادله¬ی سینوس هایپربولیکی مورد استفاده به خوبی قابلیت مدل کردن رفتار تغییر شکل برشی این آلیاژ در دمای بالا را دارد. بررسی رفتار سوپرپلاستیسیته در آلیاژ¬های مورد بررسی حاکی از آن است که آلیاژ LZ61 با مقادیر توان حساسیت به نرخ کرنش (m) پایین (26/0-18/0) رفتار سوپرپلاستیک را نشان نمی¬دهد، در حالی¬که در آلیاژ¬های LZ81 و LZ121 بیشترین مقدار m (به ترتیب معادل 44/0 و 43/0) در دمای °C 275 برای نمونه¬های 2 پاس ECAP شده به دست آمد، که¬ بیانگر بروز رفتار سوپرپلاستیسیته از طریق لغزش مرزدانه¬ای به عنوان مکانیزم غالب تغییرشکل است.
- Abstract
- Three Mg-Li-Zn alloys namely Mg-6%Li-1%Zn, Mg-8%Li-1%Zn, and Mg-12%Li-1%Zn were prepared by casting. The materials were extruded at 300 °C with an extrusion ratio of 11.5:1 and were subjected to the equal channel angular pressing (ECAP) at 200 °C via route Bc for 1, 2 and 4 passes. Microstructural investigation of the studied alloys revealed considerable grain refinement by the strain imposed during ECAP process after successive passes. However, the occurence of Li loss phenomenon in the LZ81 alloy after 4 passes of ECAP, leads to a grain growth in the ? phase and the slight grain refinement in the ? phase. The room- and high-temperature mechanical properties of the alloys were investigated by the shear punch testing (SPT) from the samples taken in different directions. In order to characterize the superplasticity in the alloys high-temperature SPT was conducted at different strain rates. Also, the textural evolution of the studied alloys was performed to evaluate the anisotropy of mechanical properties. The results obtained by the SPT indicated that by increasing the Li content, the strength properties drop, while ductility increases. It was also found that the effect of texture on the anisotropy of mechanical properties decreases with increasing the volume fraction of the ? phase. The hot shear deformation constitutive analysis of the extruded LZ61 alloy indicated that a sine hyperbolic function could properly describe the hot shear deformation behavior of the material. The study of superplasticity in the investigated alloys exihibited that LZ61 alloy with the strain rate sensivity (m) ranged from 0.18 to 0.26 could not show a superplastic behavior. In contrast, the LZ81 and LZ121 alloys exhibited superplasticity with the maximum strain rate sensitivities of 0.44 and 0.43, respectively, after 2 passes of ECAP at the temperature of 275 °C, indicating that the dominant deformation mechanism in these alloys is grain boundary sliding in the strain rate range of 6×10-3?3×10-2 s-1 and the temperature of 275 °C.
