27157

بررسي تاثير فرايند نورد سرد و آنيل بعدي بر ريزساختار، خواص مكانيكي و رفتار حافظه¬داري آلياژ Fe-18.5Mn-5Si-7Cr-5Ni (wt.%)

كارشناسي ارشد

مواد متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1399-1401

1401/06/28

دكتر حميدرضا كوهدار

مواد ومتالورژي

اثر حافظه¬داري شكلي در آلياژهاي حافظه¬دار پايه آهني نتيجه رخداد دگرگوني آستنيت به مارتنزيت اپسيلن (ε) در حين اعمال تنش و بازگشت آن در حين حرارت¬دهي است. ريز كردن اندازه دانه‌هاي آستنيت، اعمال عمليات ترمو مكانيكي و عمليات تغيير شكل پلاستيك شديد بر روي آلياژ به سبب تغييرات در ريز ساختار، تغيير حالت¬هاي لغزش نابجايي و تغيير در فاز¬ها موجب بهبود خواص حافظه¬داري آلياژ¬هاي حافظه¬دار پايه آهني مي‌شود. در اين تحقيق، تاثير فرايند نورد سرد به ميزان 40% و آنيل بعدي در دماها و زمان¬هاي مختلف بر ريزساختار، خواص مكانيكي و رفتار حافظه¬داري آلياژ Fe-18.5Mn-5Si-7Cr-5Ni (wt.%) مورد بررسي قرار گرفت. بررسي¬هاي ريزساختاري با استفاده از الگوي پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ¬هاي نوري و الكتروني روبشي نشان داد كه ريزساختار، در تمامي شرايط شامل دو فاز آستنيت و مارتنزيت اپسيلن (ε) است با اين تفاوت كه ميزان هر يك از فازها و ميانگين اندازه دانه در شرايط مختلف متفاوت بود. همچنين به منظور بررسي خواص مكانيكي اين آلياژ در شرايط نورد و آنيل بعدي از آزمايش ميكروسختي استفاده شد. در ادامه، اثر حافظه¬داري نمونه¬هاي نورد سرد شده به ميزان 40% و آنيل بعدي در دماهاي 600، 700 و ˚C 800 به مدت زمان¬هاي 5، 60 و min 120 در كرنش¬هاي مختلف مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. با توجه به اطلاعات بدست آمده از آزمايش¬هاي ميكروسختي، تصاوير ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مشخص شد هرچه اندازه دانه كوچكتر و ميزان سختي نمونه بيشتر باشد به مراتب لغزش درون ماده حين اعمال كرنش كمتر شده و ميزان كرنش بازگشتي حين حرارت دهي به مراتب بيشتر خواهد بود. بيشترين ميزان حافظه¬داري متعلق به نمونه¬ي نورد سرد شده به ميزان 40% و آنيل بعدي شده در دماي ˚C 600 به مدت زمان min 5 و در كرنش 1% بود كه اين ميزان برابر با 86 درصد حافظه¬داري بدست آمد.

1401/07/19

The study on the effect of cold rolling with subsequent annealing in microstructure, mechanical properties, and shape memory behavior of Fe-18.5Mn-5Si-7Cr-5Ni (wt.%) alloy

9/19/2023 12:00:00 AM

The shape memory effect is the result of reversed stress due to austenite to epsilon martensite transformation at the time of applying stress and reversed at the time of heating. The find-grained way, applying thermomechanical treatment, and sever plastic deformation on alloy is an important factor increasing shape memory properties because of changing in microstructure, slip of dislocations, and existended phases. In this research, the effect 40% cold rolling and subsequent aging at different temperatures and times on microstructure, mechanical properties and shape memory behavior Fe-18.5Mn-5Si-7Cr-5Ni (wt.%) was studied. Also, using an optical microscope and scanning electron microscope studied the microstructure of this alloy. The X-ray diffraction pattern data used for the study of the existing phases because of the study of the phases in the matrix for analyzing happened transformation in the matrix too. Also, for research on the mechanical properties of this alloy, a microhardness test did on specimens. The shape memory of 40% of cold-rolled specimens with subsequent annealing at temperatures 600, 700, and 800 ˚C for 5, 60, and 120 minutes holding times calculated at different strains. According to gathered information from microhardness test, optical microscope images, and scanning electron microscopy images found that whatever grain size is smaller and microhardness be bigger the slip in the matrix is less and the recovery strain will be more. The most shape memory effect belongs to the 40% cold-rolled specimens with subsequent annealing at the temperature of 600 ˚C for 5 minutes at one percent strain reported with an amount of 86% shape memory.

رفتار حافظه داري , سختي , عمليات ترمومكانيكي , آلياژ جافظه دار پايه آهني , نورد سرد , آنيل

Shape memory behavior , hardness , thermomechanical treatment , Fe-based shape memory alloy , cold rolling , annealing

Milad Borjalizadeh

Dr. Hamidreza Koohdar