شماره ركورد
34271
پديد آورنده
مجيد نورمحمدي
عنوان
بررسي تاثير فرآيند كارسرد بر رفتار مكانيكي و خواص حافظهداري فولاد (wt.%) Fe-10Ni-10Mn
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژِي
سال تحصيل
1404
تاريخ دفاع
1404/07/22
استاد راهنما
دكتر حميدرضا كوهدار
استاد مشاور
دكتر حميدرضا جعفريان
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژِِي
چكيده
چكيده
آلياژهاي Fe-Ni-Mn دستهاي از آلياژهاي حافظهدار هستند كه رخداد دگرگوني آستنيت (γ) به مارتنزيت اپسيلون (ε) در حين اعمال كرنش و بازگشت آن در حين گرمايش منشا حافظهداري آنها است. در ضمن اين آلياژها رفتار سودوالاستيسيته از خود نشان ميدهند كه بر پايه دگرگوني ε γ→ است. در اين پژوهش، تاثير فرآيند نورد سرد به ميزان 20، 40، 60 و %80 بر ريزساختار و رفتار مكانيكي و حافظهداري آلياژ دو فازي (آستنيت+مارتنزيت-α′) Fe-10Ni-10Mn (wt.%) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد ريزساختار نمونه اوليه در شرايط آنيل محلولي متشكل از 58 درصد فاز آستنيت- γو 42 درصد فاز مارتنزيت-α′ بود. نتايج پراش پرتو ايكس (XRD) و مشاهدات ميكروسكوپي نشان داد كه با افزايش درصد كاهش ضخامت در حين نورد سرد، حجم فاز مارتنزيت افزايش يافته و ميزان آستنيت كاهش يافت؛ بهگونهاي كه در كاهش ضخامت 80 درصد، ميزان فاز آستنيت به %37 و فاز مارتنزيت به %63 تغيير يافت. بررسي رفتار مكانيكي نشان داد كه نمونه %80 نورد سرد شده ضمن افزايش سختي ويكرز از Hv 128 در نمونه اوليه در شرايط آنيل محلولي به Hv 393، استحكام كششي نهايي 1110 مگاپاسكال و ازدياد طول تا شكست %7/14 را ارائه ميدهد كه بيانگر تعادل مطلوب بين استحكام و شكلپذيري است. تحليلهاي ميكروسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نيز حاكي از افزايش چگالي نابجايي، ريزدانگي و كشيدگي دانهها و وقوع دگرگوني مارتنزيتي γ→α′ ايجاد شده توسط كرنش بود. آزمونهاي عملكردي حافظهداري و سودوالاستيسيته نشان دادند كه فرآيند نورد سرد سبب ارتقاي اين خواص در آلياژ مورد مطالعه ميشود. در اين ميان، نمونه با %80 كاهش ضخامت، بيشترين نرخ بازيابي شكلي (%65~) و حداكثر سودوالاستيسيته (%60~) را ارائه داد. اين بهبود ناشي از تقويت نسبي فاز آستنيت، افزايش چگالي نابجاييها و تسهيل دگرگوني ε γ→در حين اعمال كرنش بود.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/07
عنوان به انگليسي
Study on the effects of cold working on the mechanical behavior and shape memory properties of Fe-10Ni-10Mn (wt.%) steel
تاريخ بهره برداري
10/22/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مجيد نورمحمدي
چكيده به لاتين
Abstract
Fe-Ni-Mn alloys represent a class of shape memory alloys in which the occurrence of the austenite (γ) to epsilon-martensite (ε) transformation during straining and its reverse upon heating constitute the fundamental mechanism of the shape memory effect. In addition, these alloys exhibit pseudoelasticity behavior, which is also based on the reversible γ↔ε transformation. In this study, the effect of cold rolling with 20%, 40%, 60%, and 80% thickness reduction on the microstructure, mechanical behavior and shape memory properties of a dual-phase (austenite + α′-martensite) Fe-10Ni-10Mn (wt.%) alloy was investigated. The initial microstructure in the solution-annealed condition consisted of 58% γ-austenite and 42% α′-martensite. X-ray diffraction (XRD) analysis and microscopic observations revealed that increasing the degree of cold rolling led to a progressive increase in the martensite volume fraction and a corresponding decrease in austenite content. Specifically, at 80% thickness reduction, the austenite fraction decreased to 37%, while the martensite fraction increased to 63%. Mechanical testing showed that the 80% cold-rolled specimen exhibited a significant enhancement in hardness and strength, with the Vickers hardness increasing from 128 Hv in the solution-annealed sample to 393 Hv, an ultimate tensile strength (UTS) of 1110 MPa, and elongation to fracture of 14.7%, indicating an optimal balance between strength and ductility. Optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) analyses confirmed an increase in dislocation density, grain elongation and refinement, and the occurrence of strain-induced γ→α′ martensitic transformation. Functional testing of shape memory and pseudoelasticity demonstrated that cold rolling improved these properties in the studied alloy. Among all conditions, the 80% cold-rolled specimen exhibited the highest shape recovery ratio (~65%) and maximum pseudoelasticity (~60%). This enhancement was attributed to the relative strengthening of the austenite phase, the increased dislocation density, and the facilitated γ→ε transformation during deformation.
كليدواژه هاي فارسي
آلياژ حافظه دار پايه آهن Fe-10Ni-10Mn , نورد سرد , بررسي ريزساختار , خواص مكانيكي , اثر حافظه داري شكلي , سودوالاستيسيته
كليدواژه هاي لاتين
Iron-based shape memory alloy (Fe-10Ni-10Mn) , Cold rolling , Microstructural analysis , Mechanical properties , Shape memory effect , Pseudoelasticity
Author
Majid Nourmohammadi
SuperVisor
Hamidreza Koohdar