عنوان پایان‌نامه
بررسی تحولات ریز ساختاری و خواص مکانیکی آلیاژ منیزیم فرآوری شده نورد تجمعی ورق ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45741;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 834
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- علی اصغر روستایی
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی, محمد حبیبی پارسا
- چکیده
- با توجه به استحکام و داکتیلیتی پایین آلیاژهای کارپذیر منیزیم، در سال های اخیر مطالعات وسیعی در راستای بهبود خواص مکانیکی این آلیاژها صورت پذیرفته است. در تحقیقات انجام شده نشان داده شده است که کاهش اندازه دانه در آلیاژهای منیزیم می تواند به طور محسوسی خواص مکانیکی این آلیاژها را بهبود بخشد. در این راستا، فرآیندهای تغییرشکل پلاستیک شدید به عنوان یکی از روش های تولید مواد فوق ریزدانه مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، در گام اول خواص مکانیکی و تغییرات ریزساختاری در راستای ضخامت ورق های آلیاژ AZ31 فرآوری شده توسط فرآیند نورد تجمعی (ARP) در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور آزمایش های کشش برای نمونه های تهیه شده از ضخامت های متفاوت ورق های ARP شده، طراحی و اعمال گردید. همچنین به منظور توجیه تغییر خواص مکانیکی مشاهده شده در راستای ضخامت ورق های تحت فرآیند ARP و مطالعه کمی توزیع کرنش های برشی، شبیه سازی فرآیند با استفاده از روش آنالیز اجزای محدود انجام شد. بررسی نتایج به دست آمده نشان می دهد کرنش های برشی می توانند نقش موثری در دست یابی به ریزساختاری ریزدانه تر و خواص مکانیکی بهتر در ورق های تحت فرآیند ARP داشته باشد. همچنین براساس نتایج حاصل از شبیه سازی فرآیندهای ARP و نورد متداول در شرایط مشابه، نتیجه گرفته شد میزان کرنش برشی القا شده در فرآیند ARP بسیار بیشتر از فرآیند نورد متداول است که همین موضوع علت اصلی پتانسیل ریزدانگی بیشتر این فرآیند در مقایسه با فرآیند نورد متداول می باشد. در گام دوم با توجه به داکتیلیتی پایین ورق های AZ31 فرآوری شده توسط فرآیند ARP، عملیات آنیل پس از تغییرشکل شدید به منظور دست یابی به یک دمای آنیل بهینه برنامه ریزی و به انجام رسید. نتایج به دست آمده حاکی از حصول بهترین ترکیب داکتیلیتی و استحکام، پس از آنیل در دمای °C350 می باشد.
- Abstract
- Magnesium and its alloys are the most attractive materials to be utilized in the automotive and transportation industries. However, due to the inferior mechanical properties of wrought Mg alloys, numerous studies have been conducted to improve their mechanical behavior. In the present study, the mechanical properties and microstructural evolution through thickness of AZ31 sheets processed by ARP at different temperatures have been investigated. The results indicated that the mechanical properties of ARProcessed AZ31 sheet were varied from the surface to the center of the sheets. This was attributed to the presence of induced redundant shear strain in the surface regions of the ARProcessed sheet. Furthermore, in order to quantify the shear strain distribution through thickness of ARProcessed sheet, finite element analysis (FEA) was performed. According to the simulation results, the amount of shear strain in the surface region is the highest and it reduces gradually as it approaches to the center. It was also demonstrated that the homogeneity of shear strain distribution through thickness of ARProcessed sheet enhanced with decreasing the roller/sheet friction coefficient and increasing the ARP temperature. In addition, the post-ARP annealing was conducted on ARProcessed AZ31 sheets at different temperatures in the range of 250-450°C. It was concluded that the room temperature strength of the ARProcessed AZ31 alloy was increased by increasing the annealing temperature up to 350°C. At temperatures above 350°C, the deterioration of mechanical properties was taken place as a result of rapid grain growth. Keywords: AZ31 Mg alloys; Accumulative roll processing; Strain distribution; Finite element analysis; Annealing; Shear punch test; Microstructure.
