عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیرعملیات ترمومکانیکی بر تحولات ریز ساختاری و خواص مکانیکی بیوآلیاژ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1082;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62452
- تاریخ دفاع
- ۱۸ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- فرشاد پیله وا
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی, محمد قمبری
- چکیده
- در پژوهش حاضر، تاثیر عملیات ترمومکانیکی بر تحولات ریز¬ساختاری و خواص مکانیکی بیوآلیاژ Ti-6Al-7Nb مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور آزمایش¬های فشار گرم در دومنطقه تک-فاز ? و دوفازی ?+? دردماهای مختلف برنامه¬ریزی و اعمال شد. نمودار¬های سیلان بدست آمده جهت گسترش معادلات بنیادی به عنوان تابعی از پارامترهای ترمومکانیکی (دما، نرخ کرنش و کرنش اعمالی) مورد استفاده قرار گرفت و بر همین اساس مقادیر ثوابت ماده و انرژی فعال سازی در هر دو منطقه محاسبه شد. مقادیر انرژی فعال¬سازی در کرنش حقیقی 2/0 برای مناطق تک فاز ? و دوفازی ?+? به ترتیب برابر 217 و kJ/mol 733 بدست آمده است. چگونگی تحولات ریز-ساختاری نیز در هر دو منطقه مورد مطالعه دقیق قرار گرفت. در منطقه تک فازی ? بررسی¬های ریز¬ساختاری بیانگر وقوع تبلور مجدد دینامیکی پیوسته در این منطقه می¬باشد. کسر متبلور شده ریز ساختار در این منطقه دمایی با افزایش دما و کرنش و نرخ کرنش افزایش یافته است. این افزایش به افزایش نیرو محرکه تبلور مجدد با دما و کرنش و کاهش نرخ بازیابی دینامیکی با افزایش نرخ کرنش نسبت داده شده است. مشخصه اصلی تحولات ریز¬ساختاری در منطقه دو فازی ?+?، خمیده شدن و چرخش لایه¬های ? و کروی شدن لایه¬ها می¬باشد که به عنوان مکانیزم اصلی نرم¬شوندگی شناسایی شده است. بررسی‌های انجام گرفته همچنین حاکی از افزایش کسر کروی شده ریز¬ساختار با افزایش دما و کرنش و کاهش نرخ کرنش می¬باشد. مشاهده اخیر به افزایش اعوجاج و شکسته شدن لایه های آلفا در مقادیر بالاتر کرنش اعمالی و همچنین به افزایش سینیتیک فرآیند¬های نفوذی در دماهای بالاتر و نرخ کرنش¬های پایین¬تر نسبت داده شد. سهولت تشکیل مرز¬های فرعی و وقوع تبلور مجدد در لایه¬های ? نیز از جمله دیگر موارد موثر در افزایش میزان کسر کروی شدن معرفی شده است. همچنین بررسی¬ الگوهای قطبی نشان دهنده توزیع حلقه¬ای شکل صفحات پایه¬ای و همچنین تغییر الگوی بافت فاز ? در شرایط مختلف ترمومکانیکی می¬باشد. تغییر در شدت و الگوی بافت در شرایط تغییرشکلی مختلف با توجه به تغییر در کسر¬حجمی فاز¬های موجود و همچنین وقوع استحاله مارتنزیتی مورد بحث قرار گرفت.
- Abstract
- The present study deals with the effect of thermomechanical processing parameters on the microstructural evolutions and mechanical properties of Ti-6Al-7Nb biomedical alloy. Toward this end, the hot compression tests have been conducted in a wide range of temperature and strain rates, in single phase ? and two phase ? + ? regions. The obtained flow curves have been employed to develop the constitutive equations as a function of temperature, strain rate and imposed strain. Based on these equations, the material constants and activation energies have been calculated. The microstructural investigations reveal that the recrystallization fraction is increased by increasing temperature, strain and strain rate in single phase ? region. This increment is related to the increasing of the driving force for continuous recrystallization with temperature and strain and decreasing the rate of recovery by increasing strain rate. In contrast, the main characteristics of the microstructure in ?+? two phase region are kinking/bending and globularization of ? lamellae. These have been introduced as the main responsible mechanisms of flow softening in this region. It has been also found that the globullarized fraction would increase by increasing the temperature, strain and decreasing strain rate. The latter has been justified considering the fact that the bending/fragmentation of ? lamellae, and also the kinetics of diffusional process were increased under the aforementioned deformation conditions. The current work also explores the possible effect of texture on softening/ hardening behavior of the material. In this regard, the changes in the intensity and component of the texture have been discussed considering the volume fraction of each phase and martensitic transformation. Keywords: Titanium alloy; Flow behavior; Kinking, Bending; Texture; Recrystallization
