27386

تأثير فرآيند نورد تجمعي و عمليات حرارتي بر خواص مغناطيسي آلياژ C2/0-Ni24-Fe

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- مهندسي مواد - شكل دادن فلزات

1398

1401/6/30

حميدرضا جعفريان - سيد حسين سيدين

سيد مرتضي مسعودپناه

مهندسي مواد و متالورژي

آلياژهاي مغناطيسي آهن – نيكل، به دليل مغناطش اشباع بالا و نيروي وادارنده مغناطيسي پايين، جايگاه كاربردي ويژه‌اي را در ميان مواد فرومغناطيس به خود اختصاص داده است. در پژوهش حاضر، آلياژ مذكور با افزودن 2/0 درصد وزني كربن و با تركيب شيميايي C2/0-Ni24-Fe ، به‌منظور بهبود خواص مغناطيسي، تحت عمليات ترمومكانيكي قرار گرفت. فرآيند نورد تجمعي (ARB) در دماي 873 درجه كلوين تا 9 سيكل بر روي نمونه اوليه تكرار شد. سپس تأثير دماي آنيل (773 و 873 درجه كلوين) بر ريزساختار و خواص مغناطيسي ورق‌هاي تغيير شكل‌يافته معمولي (2 سيكل) و تغيير شكل پلاستيك شديد يافته (6 سيكل و 9 سيكل)، بررسي شد. تجزيه و تحليل آناليزهاي پراش الكتروني از الكترون‌هاي برگشتي (EBSD) و مغناطيس‌سنج نمونه ارتعاشي (VSM)، نشان داد كه آنيل در دماهاي فوق‌الذكر براي بهبود خواص مغناطش اشباع كافي نيست. بنابراين عمليات مارتنزيت حرارتي بر نمونه‌هاي ARB شده، انجام شد و متعاقباً با آنيل در دماهاي 773 و 873 كلوين و كوئنچ در نيتروژن مايع، دست‌يابي به فاز مارتنزيت پايدارتر و افزايش چشمگير مغناطش اشباع از مقدار كمتر از 1/0 تسلا به 9/1 تسلا، محقق شد. همچنين، جهت‌گيري كريستالوگرافي با عمليات نورد تجمعي و ترمومكانيكي تشديد شد و بيشترين فاكتور مربعي با آنيل نمونه مارتنزيت حرارتي سيكل نهم ARB در دماي 773 درجه كلوين، با مقدار 56/0 به‌دست آمد. علاوه بر آن، نيروي وادارنده مغناطيسي در محدوده 24 تا 50 اورستد، توسط فرآيند ARB و عمليات حرارتي بعدي كنترل گرديد.

1401/09/04

Effect of the accumulative roll bonding process and subsequent heat treatment on magnetic properties of C2/0-Ni24-Fe alloy

9/21/2023 12:00:00 AM

Fe-Ni magnetic alloys, due to their high saturation magnetization and low magnetic coercive force, have a special application among ferromagnetic materials. In this study, the mentioned alloy was subjected to thermomechanical treatment by adding 0.2% Carbon to improve the magnetic properties, with chemical composition Fe-24Ni-0.2C. Accumulative roll bonding (ARB) process at 873°K was repeated for 9 cycles. Then, the effect of annealing temperature (773 and 873 degrees Kelvin) on the microstructure and magnetic properties of normal deformed sheets (2 cycles) and severe plastic deformation (6 cycles and 9 cycles) was investigated. Electron Backscattered Diffraction (EBSD) and Vibrating Sample Magnetometer (VSM) analysis showed that annealing at the mentioned temperatures was not sufficient to improve the saturation magnetization properties. Therefore, thermal martensite treatment was performed on the ARB samples, and annealing at temperatures of 773°K and 873°K and quenching in liquid N2, achieving a more stable martensite phase and a significant increase in saturation magnetization from less than 0.1 T to 1.9 T. Also, the crystallographic orientation was intensified by accumulative roll bonding and thermomechanical process, and the highest squareness factor was obtained by annealing the thermal martensite sample of the 9th cycle ARB at a temperature of 773 °K, with a value of 0.56. In addition, the magnetic coercive force in the range of 24 Oe to 50 Oe was controlled by the ARB process and subsequent heat treatment.

خواص مغناطيسي - مواد فوق ريزدانه - عمليات ترمومكانيكي - نورد تجمعي

magnetic properties. - ultrafine-grained materials - thermomechanical process - Accumulative Roll Bonding

Fateme Bakhtiyari

Dr. Jafarian