عنوان پایان‌نامه
رفتار خزشی آلیاژ های منیزیمی Mg-RE-Zn,Mg-Al-Ca-Sr,Mg-Al-Ca-RE
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 971;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55416
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهدی ارجمندپور
- استاد راهنما
- رضا محمودی
- چکیده
- در این پژوهش رفتار خزشی چهار آلیاژ منیزیمی AXJ530، ACM522، MEZ و ZEX2208 مورد مطالعه قرار گرفت. ریزساختار آلیاژها در شرایط ریختگی به وسیله¬ی میکروسکپ نوری، XRD، SEM و EDS مورد بررسی قرار گرفت. به منظور مقایسه خواص مکانیکی، آزمون¬ پانچ برشی در بازه دمایی K 523-298 انجام پذیرفت. آزمون خزش به روش فرو روندگی در محدوده¬ی دمایی K 523-423 و تحت تنش¬های MPa 700-300 صورت گرفت. رفتار خزشی در سه آلیاژ اول به دو رژیم تنش بالا و پایین تقسیم شد. با توجه به قانون توانی، توان تنشی و انرژی فعال¬سازی در آلیاژ AXJ530 به ترتیب 0/9-0/13 و kJ/mol 91 در رژیم تنش بالا و 1/4-2/7 و kJ/mol 54 در رژیم تنش پایین بدست آمد و انحراف از قانون توانی به عنوان مکانیزم در رژیم تنش بالا و خرش نابجایی کنترل شونده به وسیله¬ی صعود به عنوان مکانیزم غالب در رژیم تنش پایین معرفی گردید. در آلیاژ ACM522 توان تنشی و انرژی فعال¬سازی به ترتیب 6/8-2/9 و kJ/mol 82 در رژیم تنش بالا و 6/4-2/5 و kJ/mol 54 در رژیم تنش پایین شناسایی گردید. در رژیم تنش بالا انحراف از قانون توانی و در رژیم پایین مکانیزم خزش نابجایی کنترل شونده به وسیله صعود پیشنهاد گردید. در آلیاژ MEZ توان تنشی و انرژی فعال¬سازی به ترتیب 0/10-8/16 و kJ/mol 27 در رژیم تنش بالا و 1/5-5/5 و kJ/mol 18 در رژیم تنش پایین تعیین شد. در این آلیاژ نیز مکانیزم فعال در رژیم تنش بالا انحراف از قانون توانی و در رژیم تنش پایین خزش نابجایی کنترل شونده به وسیله صعود شناخته شد. نتایج نشان داد که توان تنشی در آلیاژ ZEX2208 در بازه¬ی 6/5-2/7 تغییر می¬کند و به علت تغییر ریزساختار آلیاژ در دماهای بالاتر انرژی فعال¬سازی محاسبه نگردید. بررسی توان تنشی در کنار حجم¬فعال¬سازی نشان داد که مکانیزم خزشی غالب را می¬توان به خزش نابجایی کنترل شونده به وسیله¬ی صعود نسبت داد. کم¬ترین نرخ خزش در میان آلیاژهای مورد بررسی به ZEX2208 تعلق دارد. دلیل این موضوع استحکام دهی همزمان محلول جامد و رسوب در فاز منیزیم ? دانسته شد.
- Abstract
- In this study, creep behavior of the AXJ530, ACM522, MEZ, and ZEX2208 magnesium alloys was investigated. Optical microscopy, XRD, SEM, and EDS analysis were employed for characterization of the as-cast and after-creep microstructures of the alloys. Room and high temperature mechanical properties were examined by shear punch test (SPT). Impression creep tests were applied in the impression stress range of 300-700 MPa and in temperature interval of 423-523 K. Creep behavior of the first three alloys was divided into two stress regimes, the low stress regime (I) and high stress regime (II). For the AXJ530 alloy, the values of stress exponents lie in the ranges 4.1-7.2 and 9.0-13.0 in the low and high stress regimes, respectively. Evaluating of temperature dependence of impression velocity revealed that in both low and high stress regimes, apparent activation energies have negative dependency on applied stresses with average values of 54 and 91 kJ/mol in the low and high stress regimes, respectively. It was suggested that climb-controlled dislocation creep in the low stress regime and power-law breakdown in the high stress regime are dominant deformation mechanisms. In the ACM522 alloy, the values of stress exponents and average amount of activation energies are, respectively, 4.6-5.2 and 54 kJ/mol in the low stress regime and 8.6-9.2 and 82 kJ/mol in the high stress regime. It was concluded that controlling mechanisms are climb-controlled dislocation creep and power-law breakdown in the low and high stress regimes, respectively. For the MEZ alloy, stress exponents were found to be 5.1-5.5 and 10.0-16.8 in respective the low and high stress regimes. In both regimes, activation energies show reverse dependence on applied stress with average values of 18 and 27 kJ/mol in the low and high stress regimes, respectively. In accordance with the obtained stress exponents and activation energies, deformation mechanisms were determined as climb-controlled dislocation creep and power-law breakdown in the respective low and high stress regimes. In contrast to the first three alloys the ZEX2208 alloy indicates one stress regime, in which stress exponents lie in the range 6.2-7.2 in the investigated stress and temperature range. Apparent activation energies showed a negative stress-dependence with average value of 38.2 kJ/mol. It is suggested that climb-controlled dislocation creep is prevailing creep mechanism. Creep strength comparison between the studied alloys showed that, at studied temperature and stress range, the ZEX2208 experiences the lowest creep rate, which is followed by the ACM522, AXJ530, and MEZ alloys. Simultaneous associations of grain boundary, solid solution, and precipitation strengthening were proposed as predominant causes for better creep resistance of the ZEX2208 alloy.
