26700

بررسي رفتار تغيير شكل داغ آلياژ Zn-1.2Mg با استفاده از آزمون فشار

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد

1401

1401/3/28

دكتر عليرضا ايواني- دكتر سيد حسين سيدين

دكتر حميدرضا جعفريان

مهندسي مواد

در سال‌هاي اخير روي و آلياژهاي پايه روي به دليل كاربرد در مصارف صنعتي و پزشكي مورد توجه و مطالعه قرار گرفته‌اند. با اين وجود به دليل ضعيف بودن خواص مكانيكي روي خالص، در بسياري از موارد كاربرد آن محدود مي‌شود و بهبود خواص مكانيكي آن اهميت بسزايي دارد. از جمله روش‌هاي بهبود خواص مكانيكي ميتوان به آلياژسازي و تغيير شكل داغ اشاره كرد. اضافه كردن عنصر آلياژي منيزيم مي‌تواند باعث افزايش استحكام روي خالص شود و آلياژ دوتايي Zn-Mg يكي از مهمترين آلياژهاي پايه روي است كه تاكنون مورد مطالعه قرار گرفته‌است. از آن‌جايي كه در زمان توليد بسياري از قطعات از فرآيند تغييرشكل داغ استفاده مي‌شود، بنابراين شناسايي و بررسي رفتار تغييرشكل داغ فلزات براي كاربرد بهينه از آن‌ها بسيار بااهميت است. از اين رو در پژوهش حاضر به منظور بررسي رفتار تغيير شكل گرم آلياژ Zn-1.2Mg، آزمايش فشار داغ در دماهاي 400، 450، 500 و 550 كلوين و نرخ‌كرنش‌هاي 001/0، 01/0، 05/0 و 1/0 بر ثانيه انجام شده‌است. نتايج حاصل از نمودار تنش-كرنش حقيقي نشان مي‌دهد كه تغييرات دما و نرخ‌كرنش اثر قابل توجهي بر روي منحني سيلان دارد. تنش سيلان با افزايش دماي تغيير شكل در يك نرخ‌كرنش ثابت كاهش و از طرف ديگر با افزايش نرخ‌كرنش در يك دماي ثابت افزايش مي‌يابد. براساس داده‌هاي تجربي به دست آمده از آزمون فشار داغ، معادله بنيادين آلياژ Zn-1.2Mg با ضريب تصحيح 987/0 محاسبه شده‌است. همچنين مقادير انرژي فعال‌سازي و ثوابت معادله بنيادين نيز در كرنش، نرخ‌كرنش و دماهاي متفاوت ارائه شده‌است. نقشه‌هاي فرايند آلياژ Zn-1.2Mg بر اساس مدل ديناميكي مواد به منظور تعيين مناسب‌ترين دما و نرخ‌كرنش براي انجام كار گرم ترسيم شده‌است. با بررسي نقشه‌هاي فرايند، دماي 500 كلوين و نرخ‌كرنش‌هاي كمتر از 01/0 بر ثانيه به عنوان دما و نرخ‌كرنش‌هاي بهينه تعيين شده‌است. تاثير دما و نرخ‌كرنش بر ريزساختار حاصل از تغيير شكل داغ نيز به وسيله ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفته‌است. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه پارامترهاي دما و نرخ‌كرنش تاثير قابل توجهي بر ميزان تغييرات ريزساختاري در حين انجام آزمون فشار داغ دارند. در انتها خواص مكانيكي نمونه‌هاي تغيير شكل يافته با استفاده از آزمون ريزسختي مورد مطالعه واقع شده‌است.

1401/04/04

Study on hot deformation behavior of Zn-1.2Mg by using compression test

6/18/2023 12:00:00 AM

Due to the industrial and medical applications, Zink and its alloys have been intensively researched in recent years. However, pure Zinc shows poor mechanical properties, which need improvement to be effectively used. Alloying treatment and hot deformation are usually used to enhance these mechanical properties. Adding Magnesium element can improve the strength of pure Zink; therefore, the Zn-Mg binary alloy is one of the most important Zn alloys which have been studied. Understanding hot deformation behavior during the process is essential. For that reason, in this study, the hot deformation behavior of Zn–1.2Mg alloy was studied using hot compression tests at strain rates of 0.001, 0.01, 0.05, and 0.1 s-1 and deformation temperatures of 400, 450, 500, and 550 K. The results revealed that temperature, strain rate, and strain significantly affect flow stress behavior. The flow stress increases with the increasing strain rate at a given temperature; on the other hand, it reduces with the temperature increase at a specific strain rate. The maximum flow stress can be considered as the start point of dynamic recrystallization, and it shows a wide range of recrystallization on the Zn-1.2Mg during the hot deformation. A consecutive equation with a correlation coefficient of 0.987 was constructed based on the experimental data. The activation energy was calculated at various strains, strain rates, and temperatures. The processing maps on the base of the dynamic materials model (DMM) were established to find the optimum temperature and strain rate for the hot workability behavior of Zn–1.2Mg alloy. Using the processing map, the optimum deformation parameters of Zn–1.2Mg are obtained as a deformation temperature of 500 K and strain rate range of 0.001–0.01 s-1. Temperature and strain rate effects on the microstructure were observed by optical and secondary electron microscope (SEM). In the end, the mechanical properties of deformed samples were studied by microhardness tests.

تغيير شكل داغ , آلياژ روي-منيزيم

Hot deformation , Zn-Mg alloy

marjan moradi

dr. ali reza eivani- dr. seyed hossein seyedein