22688

تاثير عمليات حرارتي و پيرسازي بر دگرگوني مارتنزيتي معكوس در آلياژ Fe-Mn-Al-Ni

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1399

1399/06/29

دكتر حميدرضا جعفريان

دكتر حسن شيرازي

مواد و متالورژي

هدف از اين تحقيق، تاثير محيط سرمايش به عنوان پارامتر عمليات حرارتي و پيرسازي در دماي 200 درجه به مدت 3 ساعت بر خواص فيزيكي و مكانيكي و حافظه‌داري آلياژ پايه Fe-Mn-Al-Ni است. تاثير محيط‌هاي مختلف سرمايشي از دماي 1300 درجه سانتي‌گراد تا دماي محيط بر ريزساختار، خواص حرارتي، مغناطيسي و مكانيكي مورد بررسي قرار گرفت و رفتار سودوالاستيك در حالت محلول جامد و پيرسازي شده در دماي 200 درجه سانتي‌گراد به مدت 3 ساعت ارزيابي شد.به‌منظور كاهش ضخامت شمش ريختگي عمليات ترمومكانيكي به ترتيب قرارگيري شمش در دماي 1300 درجه به مدت 20 دقيقه و انجام آهنگري و نورد و قرارگيري مجدد در همان دما و زمان، با تكرار اين چرخه ضخامت شمش 90 درصد كاهش يافت و 5 محيط سرمايش براي نمونه‌ي‌هاي محلول جامد با قرار‌گيري به مدت 20 دقيقه از دماي 1300 درجه سانتي‌گراد شامل، سرمايش داخل كوره، سرمايش در هوا و آبدهي در آب جوش، روغن و مخلوط آب و روغن جوشان اعمال شد. بررسي ريزساختاري نشان داد كه كسر حجمي فاز گاما (γ) با شبكه بلوري FCC در با سرمايش داخل كوره، به مقدار بيشينه خود در نمونه‌ محلول جامد با سرمايش داخل كوره به كسر حجمي 95 درصد فاز گاما مي‌رسد و براي نمونه محلول جامد آبدهي شده در مخلوط آب و روغن جوشان به 8 درصد فاز گاما مي‌رسد. سرد كردن در كوره سبب رسوب فاز ترد و كاهش كرنش شكست مي‌شود. استحكام كششي نهايي بيشينه در بين نمونه‌هاي محلول جامد در آزمايش كشش براي نمونه‌ي محلول جامد آبدهي شده در مخلوط آب و روغن برابر جوشان 917 مگاپاسكال به‌دليل كسر حجمي بالاي فاز آلفا با است. نتايج حاصل از بررسي رفتار سودوالاستيك نشان داد كه بيشينه مقدار تنش در حين بارگذاري‌ و باربرداري برابر با 1050 مگاپاسكال و مقدار سودوالاستيسيته به ميزان 55 درصد براي نمونه‌ي محلول جامد آبدهي شده در مخلوط آب و روغن جوشان و سپس پيرسازي شده در دماي 200 درجه سانتي‌گراد به مدت 3 ساعت است.

1399/07/01

Effect of Heat Treatment and Aging on Martensitic Reverse Transformation in Fe-Mn-Al-Ni Based Alloy

9/20/2021 12:00:00 AM

Iron-based shape memory alloys are promising candidates for large-scale structural applications due to their cost efficiency and the possibility of using conventional processing routes from the steel industry. In this research, the effect of various cooling conditions after solution heat treatment includes cooling in the furnace, Air Cooling, Hot water quench, Oil quench, and quench in a mixture of boiling water and oil after thermomechanical process to reduce the thickness of as-cast ingots by vacuum arc melting method on the microstructure, magnetic properties mechanical properties, pseudoelastic behavior and thermal features of the Fe-Mn-Al-Ni Based shape memory alloy was investigated. The results revealed that using various cooling conditions can impress the formation of gamma phase with Face Centered Cubic (FCC) lattice structure. In samples quenched at significantly slower cooling rates, a second phase (FCC) with a serrated interface formed mainly at the grain boundaries and subsequently grew into the grain interiors. The Fe-Mn-Al-Ni alloy exhibits pseudoelastic behavior via reversible transformation from body centered cubic (BCC) austenite to face centered cubic (FCC) martensite upon loading and the reversal of phase upon unloading. Precipitation hardening is one of the most potent method for strengthening alloys among many available methods. Mechanical properties such as hardness and pseudoelastic properties such as recoverable strain and maximum stress hysteresis are most directly influenced by the aging. It was concluded that aging at 200 °C for 3 h optimizes the pseudoelastic recovery. the precipitates could slightly grow at room temperature after quenching, which could modify the pseudoelastic response.