عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر افزودن منگنز بر خواص حافظه داری و استحکام کششی آلیاژ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1062;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61511
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- پرهام کبیری فر
- استاد راهنما
- شهرام رایگان
- چکیده
- در این تحقیق تأثیر افزودن عنصر آلیاژی منگنز بر خواص حافظه‌داری و استحکام کششی آلیاژ مس – 11 درصد وزنی آلومینیم – 4 درصد وزنی نیکل مورد بررسی قرار گرفت. پس از آلیاژ سازی توسط کوره القایی، فرایند ESR جهت تصفیه آلیاژ و بهسازی ساختار مورد استفاده قرار گرفت سپس شمش‌های حاصل تحت تغییر شکل گرم توسط نورد قرار گرفت. عملیات حرارتی هموژناسیون در دمای 850 درجه سانتی گراد به مدت نیم ساعت و در دمای 950 درجه سانتیگراد به مدت دو ساعت بر روی ورق‌های حاصل از نورد انجام گرفت و جهت دستیابی به ساختار مارتنزیتی نمونه‌ها کوئنچ شدند. تأثیر هر مرحله توسط نمونه برداری و انجام آزمون‌های کشش، DSC، XRD، متالوگرافی نوری، بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز EDS، آنالیز OES، آنالیز شیمیایی ICP مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی‌های متالوگرافی نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز EDS و کوانتومتری نشان داد که فرآیند ESR علاوه بر تصفیه آلیاژ، موجب کاهش قابل توجه عیوب ریخته گری و جدایش‌های غلظتی موجود در ساختار شده و استفاده از نورد گرم با شکستن و مخلوط کردن نواحی دارای جدایش غلظتی، ساختار را بیشتر همگن کرده است. تهیه نقشه EDS و تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی در کنار انجام متالوگرافی نوری و XRD نشان داد که انجام عملیات حرارتی هموژناسیون موجب یکنواختی بسیار بالای ساختار و کوئنچ کردن آلیاژ موجب دستیابی به فاز مارتنزیت گردیده است. افزایش زمان و دمای عملیات حرارتی مطابق با نتایج آزمون کشش، متالوگرافی نوری و DSC، موجب رشد دانه‌های فاز والد آستنیت، کاهش استحکام کششی آلیاژ از 155 به 53 مگا پاسکال و افزایش دماهای شروع و پایان دگرگونی مارتنزیتی و شروع و پایان دگرگونی آستنیتی به ترتیب از 120، 105، 60 و 80 درجه سانتیگراد به 175، 165، 245 و 260 درجه سانتیگراد گردید. جایگزینی عنصر منگنز با نیکل موجود در آلیاژ موجب کاهش سختی از 301 به 241 ویکرز، افزایش استحکام کششی از 16 به 53 مگا پاسکال و افزایش کار پذیری آلیاژ گردید و دماهای شروع و پایان دگرگونی مارتنزیتی و شروع و پایان دگرگونی آستنیتی را به ترتیب از 120، 105، 60 و 80 درجه سانتیگراد به 100، 82، 50 و 67 درجه سانتیگراد کاهش داد
- Abstract
- In this investigation the effect of Mn addition on shape memory and tensile properties of a shape memory alloy with the nominal weight percentages of Cu-11Al- 4Ni was investigated. Ingots were prepared using an induction furnace and were refined and modified by the aid of ESR process followed by hot rolling. Afterwards homogenizing heat treatment was done in two different durations and temperatures followed by quenching process to maintain the martensitic phase. Effect of each step was investigated by the aid of sampling and tensile test, DSC, XRD, optical microscopy, SEM, EDS, OES and ICP. Results from light microscopy, SEM, EDS and Quantometery showed that ESR process refines the alloy and reduces casting defects and concentration segregations existing in the alloy and hot rolling deforms and mixes segregations and results in a more homogenized structure. Homogenizing process was proved to reduce the concentration segregations tremendously and the quenching process turned out to be a necessary step in maintaining the martensitic phase. Increasing the duration and temperature of the homogenizing process led to the grain growth of parent phase resulting in an increase in transformation temperatures of the alloy accompanied by a decrease in tensile strength. Replacing Ni content of the alloy with Mn resulted in decreasing the hardness and transformation temperatures of the alloys beside increasing the workability and tensile strength of the alloy.
