عنوان پایان‌نامه
بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی نانو
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37034;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 671
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- مهدی حبیب نژادکورایم
- استاد راهنما
- رضا محمودی
- چکیده
- در تحقیق حاضر تاثیرات افزودن نانوذرات آلومینا بر خواص فیزیکی و مکانیکی منیزیم و آلیاژ AZ31 بررسی شده است. در این راستا نانوذرات Al2O3 با قطر 100 nm در 3 درصد وزنی 5/0، 1 و 2، با افزودن آمیژان Mg-8 wt.% Al2O3 به مذاب منیزیم و آلیاژ AZ31 اضافه شده¬اند. عملیات مکانیکی نورد گرم به عنوان فرآوری ثانویه جهت بهبود بیشتر خواص مکانیکی بر روی قطعات ریختگی انجام شده است. پس از نورد گرم، عملیات حرارتی آنیل نیز جهت حذف اثر ریزدانگی ذرات و تاثیر آن بر خواص، اعمال گردیده است. نانوذرات سرامیکی آلومینا به دلیل خواص مکانیکی ویژه در دمای بالا، ضریب انبساط حرارتی بسیار پائین، ماهیت غیر قابل برشی و پایداری شیمیایی بسیار مطلوب بر خواص مکانیکی و فیزیکی زمینه تاثیر می¬گذارند. سختی، استحکام کششی نهایی، سایش، نرخ کارسختی، سطح شکست و قابلیت انعطاف از جمله خواص مکانیکی بررسی شده در این تحقیق هستند. در کنار بررسی این خواص، مطالعه میکروساختار، ماکروساختار و ضریب انبساط حرارتی از جمله خواص فیزیکی هستند که تحقیق حاضر به آنها پرداخته است. بهبود استحکام کششی و تسلیم در بیشترین حالت معادل 80 درصد، افزایش سختی تا حدود 100 درصد و بهبود نرخ کارسختی و مقاومت به سایش جزو نتایج افزودن 2 درصد وزنی از نانوذرات می باشند. افزایش نانوذرات در درصدهای وزنی پائینتر نیز موجب بهبود چشمگیر این خواص گردیده است. کاهش اندازه دانه و ضریب انبساط حرارتی نیز از دیگر خواص بهبود یافته در این تحقیق می باشند. از نکات قابل ذکر، کاهش قابلیت انعطاف معادل 50 درصد در بدترین وضعیت و تغییر حالت شکست از حالت نرم به ترد است که با افزایش درصد وزنی نانوذرات تشدید می شود.
- Abstract
- In the present study, the effects of nano-particles on the physical and mechanical properties of Mg and AZ31 magnesium alloy have been investigated. Nano-particles of 100 nm diameter were added to the melt of Mg and AZ31 in three weight percentages of 0.5, 1 and 2, using Mg-8% Al2O3 master alloy. Hot rolling and annealing were applied to eliminate the grain refinement effects of nano-particles during hot deformation. High temperature mechanical properties, non-shearable nature and high temperature stability of Al2O3 nano-particles enhance the wear, tensile properties, hardness, microstructure and thermal stability of the matrix significantly. In the way that, ultimate tensile stress of hot rolled magnesium was improved nearly by 80 %. Besides, increase in hardness of about 100 % was another significant achievement of 2 wt.% addition of nano-particles. Meanwhile, the grain size of as-cast magnesium was reduced from 120 ?m to 60 ?m in the best situation. Improvement of wear, coefficient of thermal expansion and work hardening are the other gains of addition of nano-particles. However, at the worst case, ductility decreased by 50 % with addition of 2 wt.% of nano-particles. Also, the fracture modes were converted from semi-cleavage to cleavage in the presence of nano-particles.
