19694

۱۹۶۹۴

بررسي تاثير نرخ كرنش فشاري و كششي (سرد و گرم) بر رفتار سيلان و مدول الاستيسيته و ريزساختار آلياژ Ti-6Al-4V

كارشناسي ارشد

انتخاب و شناسايي مواد

95-96

۱۳۹۷/۸/۲۶

دكتر حسين عربي - دكتر باقر محمد صادقي

مواد و متالورزي

در اين پژوهش آزمايش‌هاي فشار داغ بر روي آلياژ Ti-6Al-4V با ريزساختاري حاوي دانه‌هاي هم‌محور α و فاز مارتنزيت در بازه دمايي ℃ 1000-800 و محدوده نرخ كرنش‌هاي s-1 1/0-001/0 انجام شده است. انرژي فعالسازي تغيير شكل گرم آلياژ در محدوده دمايي β+α، kJ/mol-1 773 محاسبه شد و بر اساس داده‌هاي بدست آمده در آزمايش‌هاي فشار رابطه بنيادي تغيير شكل گرم تعيين گرديد. رفتار تغيير شكل گرم به كمك نقشه فرايند فقط در كرنش حقيقي 6/0 بررسي شد. همچنين، بازده بيشينه براي تغيير شكل گرم آلياژ در شرايط بهينه (دماي ℃ 1000 و نرخ كرنش s-1 001/0) معادل 43 % مشاهده شد. بررسي‌هاي ريزساختاري حاكي از آن بوده است كه مكانيزم غالب تغيير شكل در اين آلياژ كروي شدن است. ناپايداري‌هاي ريزساختار در حين تغيير شكل آلياژ در نرخ كرنش s-1 1/0 در تمامي دماهاي مورد استفاده و در نرخ كرنش s-1 01/0 در محدوده دمايي ℃ 900-800 به صورت توزيع غيريكنواخت تنش، كرنش موضعي و تشكيل حفرات و ترك‌هاي گوه‌اي در مرزدانه‌ها مشاهده شد. علاوه بر مطالب فوق، پايداري ريزساختاري و خواص كششي آلياژ در دماي سرويس‌دهي آلياژ (تا دماي ℃ 450( به كمك انجام آزمايش كشش گرم در بازه دمايي ℃450-375 و محدوده نرخ كرنش s-1 1/0-001/0 بررسي شد. بررسي‌هاي ريزساختاري توسط ميكروسكوپ‌هاي نوري و الكتروني روبشي نشان داد كه آلياژ از پايداري ريزساختاري نسبتا خوبي در شرايط فوق‌الذكر برخوردار است. بررسي سطوح شكست نمونه‌ها وقوع شكست نرم را نشان دادند. همچنين كاهش مدول يانگ با دما در محدوده دمايي (℃ 450-375) از GPa 90 در دماي ℃ 375 به GPa 83 در دماي ℃450 مشاهده گرديد.

1397/09/07

Effect of Compressive and Tensile Strain Rates on Flow Behavior and Microstructure of Ti-6Al-4V

11/28/2018 12:00:00 AM

This research presents the results of a complex study of Ti-6Al-4V alloy with a microstructure consisting of primary equiaxed alpha grains in a martensitic matrix. The hot deformation behavior of the alloy with this particular microstructure is studied by carrying out compression tests in the temperature range 800–1000 °C and strain rate range 10-3-10-1 s-1 with a view to model the microstructural evolution. On the basis of flow stress data obtained as a function of temperature and strain rate, a processing map for hot working has been developed. The map indicates a domain in the ranges 900-1000 ℃ and 10-3-10-2 s-1 with a peak efficiency of 43% occurring at 1000 ℃ and 10-3 s-1. The material exhibits flow instabilities at 800-900 ℃ and 10-2-10-1 which are manifested as flow localization, cavitation and wedge cracks at triple junctions. The apparent activation energy is estimated to be 773 kJ.mol-1 in α+β region which is much higher than the determined values in previous studies. An analysis of the influence of process parameters on the microhardness changes is conducted. Furthermore, mechanical properties of the initial microstructure in service conditions is studied by carrying out uniaxial tensile tests in the temperature range 25-450 ℃ and strain range 10-3-10-1 s-1. The microstructural analysis shows a relatively good stability of the microstructure in service conditions. The correlation between young modulus and temperature is determined. Cavitation is observed in all samples. Fractography results shows ductile fracture in all service conditions.