شماره ركورد
19578
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
۱۹۵۷۸
پديد آورنده
محمد داريني
عنوان
مطالعه اثر فرآيند فورج بر رفتار خستگي كامپوزيت پايه منيزيمي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
طراحي كاربردي - شكل دهي فلزات
سال تحصيل
۱۳۹۴
تاريخ دفاع
۱۳۹۷/۰۱/۲۹
استاد راهنما
دكتر محمد صديقي
دانشكده
مكانيك
چكيده
منيزيم و آلياژهايش يكي از سبكترين گروههاي فلزي هستند كه اخيراً موردتوجه بسياري از محيطهاي تحقيقاتي علمي و همينطور بخشهاي صنعتي قرارگرفته است. منيزيم به دليل چگالي پايين و دارا بودن استحكام ويژه مناسب براي كاربريهاي صنايع هوا و فضا، دفاعي و نظامي، خودروسازي و غيره كه كاهش وزن و آلايندههاي محيط زيستي در آن از اهميت بالايي برخوردار بوده، موردتوجه روزافزون قرارگرفته است. يكي از موارد موردعلاقه براي محققين و صنعت گران، بررسي خواص مكانيكي بهويژه رفتار خستگي و خزشي اين ماده بهويژه در دماهاي كاري بالا بوده است، چراكه در بسياري از كاربريهاي مهندسي و صنعتي عمده بارگذاري بهصورت بارهاي متناوب بوده و تأثير بسزايي بر چرخه عمر قطعات و هزينههاي تعمير و نگهداري آنها دارد. افزودن عناصر تقويتكننده از نوع ذرات سخت سراميكي به اين فلز و ايجاد يك كامپوزيت پايه فلزي بهعنوان راهكاري مفيد براي بهبود اين مشخصههاي مكانيكي در بسياري مطالعات اخير مطرحشده است.
در پاياننامه حاضر، تلاش و هدف آن بوده تا با كمك يكي از متداولترين روشهاي صنعتي شكلدهي فلزات يعني آهنگري رفتار خستگي يك نانو كامپوزيت زمينه منيزيمي تقويتشده با ذرات آلومينا موردمطالعه و بررسي قرار گيرد. بدين منظور كامپوزيت توليدشده با روش ريختهگري هم زني تحت عمليات آهنگري قالب باز در دماي °C450 قرار گرفت. مزيت عمده استفاده از فورج، كاهش و يا بهبود عيوب ريزساختاري ايجادشده ناشي از فرآيند ريختهگري درون كامپوزيت است. در ادامه از نمونههاي فورجشده براي آزمونهاي مختلف مكانيكي چون سختي، كشش و خستگي پر چرخه نمونههاي آزمايشي استخراجشده و رفتار ماده تحت آزمونهاي مذكور موردبررسي قرار گرفت.گرچه مطالعات مختلفي درگذشته بر روي اثر فرآيندهاي شكلدهي بر روي رفتار مكانيكي كامپوزيتهاي پايه منيزيمي صورت گرفته، بااينوجود رفتار خستگي نانو كامپوزيتهاي آلياژي منيزيم ازجمله AZ31 پس از عمليات فورج قالب باز دمابالا موردبررسي قرار نگرفته است. ذكر اين نكته اهميت دارد كه اثر فرآيند فورج در قالب ميزان كرنشهاي اعمالي مختلف بر روي رفتار تنش-عمر خستگي كامپوزيت بررسيشده و درنهايت با نمونههاي ريختهگري شده بدون عمليات شكلدهي ثانويه كه در شرايط مشابه توليد گرديدهاند، مورد مقايسه قرارگرفته است.
مشاهدات ريزساختاري، نشاندهنده بروز بيشتر پديده تبلور مجدد ديناميكي درون كامپوزيت و دانهبندي ريزتر آن بوده است. آزمايشهاي مختلف نيز، بهبود رفتار مكانيكي كامپوزيتها در آزمونهاي كشش، فشار و سختي را به نسبت نمونههاي آلياژي، در طيف كرنشهاي اعمالي حين فرآيند فورج قالب بازنشان ميدهد.
اما در مورد آزمون خستگي، در يك دامنه تنش يكسان و در كرنشهاي اعمالي پايينتر، نمونههاي كامپوزيتي افزايش عمر را نشان دادند. برعكس، در كرنشهاي اعمالي بالاتر حين فرآيند فورج قالب باز، نمونههاي آلياژي عمر خستگي بالاتري از نمونههاي كامپوزيتي داشتهاند.
تاريخ ورود اطلاعات
1397/06/26
عنوان به انگليسي
Investigation of Forging Process Effect on Fatigue Behavior of Magnesium Matrix Composite
تاريخ بهره برداري
9/17/2019 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمد داريني
چكيده به لاتين
Magnesium matrix nanocomposites have been recently studied as a noteworthy choice for engineering applications due to their low density and higher specific properties including strength, stiffness, and creep resistance. Among all the diverse methods available for metal matrix composite production, stir casting is considered as a common and relatively low cost method. Since the materials produced by casting process are not dense enough, they are usually subjected to a secondary forming process such as forging, extrusion, and rolling, which could also be used to manufacture the final products. These processes enhance the mechanical properties in addition to improving the distribution of reinforcement particles inside the matrix. In this regard, forging due to advantages such as lower operating stresses and less damage to the reinforcement phase is more noticeable. In this research, AZ31/Al2O3 nanocomposite has been fabricated by stir casting method. Then, open-die hot-forging process has been implemented on the specimens. Since most of the failures in industrial parts are due to cyclic loading and fatigue failures, the effect of applied strains during forging process has been investigated on mechanical properties and high cycle fatigue behavior in a magnesium matrix nanocomposite.
Microstructural examinations showed a partial dynamic recrystallization in forged samples. However, in the composite specimen, more dynamic recrystallization (DRX) and more uniform distribution were achieved due to the presence of reinforcement particles. Also, by adding the particles and increasing the plastic strain, the microhardness of the specimens gradually increased. Also, the nanocomposite in the uniaxial tensile and compression test shows the improvement of properties relative to the alloy. Besides, in same stress amplitudes and in lower applied strains, composite samples showed an increase in fatigue life. On the contrary, in the case of higher applied strains, during the open-die hot-forging process, alloy samples had a higher fatigue life than composite specimens.