26927

بررسي تاثير دما و نرخ كرنش بر رفتار فشار گرم و ريزساختار آلياژ آنتروپي بالاي آنيل شدۀ CoCrCuFeNi

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1398

1401/04/29

دكتر حميدرضا جعفريان و دكتر سيد حسين سيدين

دكتر اكبر حيدرزاده

مهندسي مواد و متالورژي

آلياژهاي آنتروپي بالا (HEAs) آلياژهاي چند جزئي داراي عناصر اصلي با غلظت 5 تا 35 درصد اتمي هستند. در اين پايان نامه به بررسي رفتار تغيير شكل گرم آلياژ آنتروپي بالاي آنيل شدۀ CoCrCuFeNi طي فرايند فشار گرم پرداخته شده است. آلياژ آنتروپي بالاي CoCrCuFeNi از دو فاز محلول جامد غني از مس و فقير از مس با ساختار كريستالي يكسان FCC تشكيل شده است كه داراي پارامتر شبكه متفاوت به ترتيب برابر 6115/3 و 5823/3 آنگستروم هستند. در فرايندهاي شكلدهي پارامترهاي فرايند همچون دما و نرخ كرنش تاثير قابل توجهي بر خواص مكانيكي محصول نهايي خواهد داشت. بنابراين به دست آوردن دما و نرخ كرنش مناسب همواره يكي از چالش‌هاي اصلي در فرايندهاي شكلدهي بوده است. از اين رو هدف از انجام پايان نامه تعيين شرايط مناسب تغيير شكل گرم آلياژ آنتروپي بالاي آنيل شدۀ CoCrCuFeNi با استفاده از رسم نقشۀ فرايندي و طراحي پنجرۀ واسط كاربري به كمك زبان برنامه‌نويسي پايتون به منظور سهولت در استفاده از نقشۀ فرايندي است. بدين منظور آزمون فشار گرم در دماهاي 400، 550 و ℃700 و نرخ كرنش‌هاي 01/0، 001/0 و s-1 0001/0 انجام شد. نتايج تنش سيلان نشان داد كه در شرايط تغيير شكل گرم يكسان تنش سيلان آلياژ آنيل شده در ℃400 بيشتر از تنش سيلان در حالت‌هاي ديگر است. به كمك داده‌هاي تنش سيلان ماده انرژي فعالسازي جهت انجام تغيير شكل پلاستيك گرم برابر با kJ/mol 451 به دست آمد و معادله‌ي بنيادين نوشته شد. سپس با رسم نقشۀ فرايندي و بررسي ريزساختار حاصل از فشار گرم مناسب‌ترين بازه دمايي جهت انجام تغيير شكل گرم در آلياژ آنيل شدۀ CoCrCuFeNi در بازه‌هاي دمايي ℃ 400-450 و ℃650-700 و نرخ كرنش s-1 75/3-10 تعيين شد. به كمك پنجرۀ واسط كاربري بهترين و نامناسب‌ترين دماها و نرخ كرنش‌هاي براي انجام تغيير شكل گرم بر روي آلياژ مورد مطالعه نشان داده شد.

1401/06/12

On the effect of temperature and strain rate on the warm compression behavior and microstructure of an annealed CoCrCuFeNi high entropy alloy

7/20/2023 12:00:00 AM

High entropy alloys (HEAs) are multicomponent alloys containing multiple main elements with a concentration between 5 and 35 at.%. In this thesis the CoCrCuFeNi annealed HEA’s behavior is investigated during warm compression process. The CoCrCuFENi HEA is constructed of two FCC solid solution phases one rich in copper and the other one depleted with copper having different lattice parameters equal to 3.6115 and 3.5823, respectively. In the deformation processes, the parameters of the process as well as temperature and strain rate, have a significant effect on the final product’s mechanical properties. Therefore, obtaining suitable temperature and strain rate has been always the main challenge in the warm deformation process. The objective of this thesis is to identify the best conditions for warm deformation of annealed CoCrCuFeNi HEA by gaining a processing map and designing a graphical user interface with Python programming language to facilitate the usage of the processing map. For this purpose, warm compression tests were carried out at 400 ℃, 550 ℃, and 700 ℃ with strain rates of 0.01, 0.001, and 0.0001 s-1. The flow stress results showed that with the same warm deformation conditions, the flow stress of the annealed alloy in 400 ℃ was higher than the other temperatures. By the help of flow stress data, the activation energy for warm plastic deformation was obtained equal to 451.095 kJ/mol and the constitutive equation was written. Afterwards, by plotting the processing map and investigating the microstructure of warm compressed specimens, the best temperature range for warm deformation of the annealed CoCrCuFeNi HEA was determined to be in the range of 400-450 ℃ and 650-700 ℃ with a strain rate of 10 -3.75. The best and the worst temperatures and strain rates to perform warm deformation on the studied alloy was illustrated with the graphical user interface.

آلياژهاي آنتروپي بالا , آزمون فشار گرم , منحني‌هاي سيلان , معادله‌ي بنيادين , نقشه‌ي فرايند

High entropy alloys , warm compression test , flow curves , constitutive equation , processing map

Fatemeh Kaffash charandabi

Hamidreza Jafarian