شماره ركورد
34205
پديد آورنده
مژده جمشيدي سوادرودباري
عنوان
بررسي تاثير ميزان كرنش در فرايند پيچش تحت فشار بالا بر ريزساختار، خواص مكانيكي و رفتار حافظه داري آلياژ Fe-15Mn-5Si-7Cr-5Ni
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/28
استاد راهنما
حميدرضا كوهدار
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
در سال هاي اخير استفاده از آلياژهاي حافظه دار پايه آهني در كاربردهاي تجاري و مهندسي افزايش چشمگيري يافته است؛ چراكه اين آلياژها مزاياي بسياري از قبيل هزينه كم، كارپذيري خوب و استحكام بالا دارند. خاصيت حافظه داري در اين آلياژها مرتبط با استحاله آستنيت با ساختار كريستالي FCC به مارتنزيت اپسيلون (ε) با ساختار كريستالي HCP تحت تغييرشكل، و استحاله معكوس آن در اثر حرارت دهي است. علاوه بر آن، آلياژهاي حافظه دار پايه Fe-Mn-Si خاصيت منحصر به فرد سودوالاستيسيته را نيز از خود نشان مي دهند. با اين وجود، آلياژهاي حافظه دار پايه Ni-Ti حافظه داري بهتري دارند. اما به علت هزينه بالاي اين آلياژها، كاربرد آن ها محدود شده است. بنابراين محققان همواره به دنبال راه هايي براي بهبود خاصيت حافظه داري آلياژهاي پايه آهني بوده اند. يكي از رايج ترين روش هاي تقويت حافظه داري در اين آلياژها، اعمال فرايندهاي تغييرشكل پلاستيك شديد است.
در اين پژوهش به بررسي اثر روش پيچش تحت فشار بالا بر ريزساختار، خواص مكانيكي، رفتار سودوالاستيك و حافظهداري آلياژ حافظهدار پايه آهني با تركيب شيميايي Fe-15Mn-5Si-7Cr-5Ni (درصد وزني) پرداخته شده است. بررسيهاي صورتگرفته نشان داد اين آلياژ داراي دو فاز آستنيت و مارتنزيت اپسيلون بود و بعد از اعمال فرايند پيچش تحت فشار بالا، درصد فاز مارتنزيت افزايش يافت. ريزسختيسنجي بيانگر افزايش عدد سختي و يكنواختتر شدن آن در سرتاسر ديسك با افزايش تعداد دورهاي فرايند پيچش تحت فشار بالا تا 10 دور بود و بيشترين مقدار سختي در لبههاي ديسك به حدود 612 ويكرز رسيد. آزمون كشش نشان داد استحكام نهايي نمونه آنيل محلولي 876 مگاپاسكال بودكه قرار گرفتن تحت تنها 0/5 دور فرايند پيچش با فشار بالا منجر به افزايش آن تا 904 مگاپاسكال شد و مقدار بيشينه آن پس از اعمال 3 دور از اين فرايند، به ميزان 1670 مگاپاسكال حاصل شد. بررسي سطوح شكست نمونهها نيز نشان داد با افزايش تعداد دورهاي فرايند پيچش تحت فشار بالا تا 10 دور، مناطق داراي سطح شكست ترد بيشتر ديده شدند. مطابق با نتايج سودوالاستيسته، در تمام نمونهها هيسترزيس مشاهده شد و با افزايش مقدار كرنش، پهناي هيسترزيس افزايش يافت. همچنين، بيشترين نرخ بازيابي شكل مربوط به نمونه 3 دور بود و در پيش كرنش 1% به ميزان 66% حاصل شد. بالاترين درصد كرنش بازيابي نيز در همين نمونه و به مقدار 3/1% بدست آمد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/29
عنوان به انگليسي
Investigation on the effect of strain value in high pressure torsion process on the microstructure, mechanical properties and shape memory behavior of Fe-15Mn-5Si-7Cr-5Ni alloy
تاريخ بهره برداري
10/20/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مژده جمشيدي سوادرودباري
چكيده به لاتين
In recent years, iron-based shape memory alloys have been used significantly in commercial and engineering applications, because these alloys have many advantages such as low cost, good workability and high strength. The shape memory property in these alloys arises from the transformation of FCC austenite to HCP martensite under deformation, and its reverse transformation upon heating. In addition, Fe-Mn-Si-based shape memory alloys also exhibit the unique property of pseudoelasticity. However, Ni-Ti-based shape memory alloys have better shape memory. but due to the high cost of these alloys, their application has been limited. Therefore, researchers have always been looking for ways to improve the shape memory property of iron-based alloys. One of the most common methods for enhancing shape memory in these alloys is the application of severe plastic deformation processes. In this study, the effect of high-pressure torsion on the microstructure, mechanical properties, pseudoelastic behavior and shape memory behavior of an iron-based shape memory alloy with the chemical composition Fe-15Mn-5Si-7Cr-5Ni (wt%) was investigated. Results showed that this alloy contained two phases, austenite and epsilon martensite, and after applying high-pressure torsion, martensite fraction was increased. The tensile test showed that the ultimate strength of the solution annealed sample was 876 MPa, which increased to 904 MPa after only 0.5 turns of high-pressure torsion, and its maximum value was 1670 MPa after 3 turns. Microhardness testing also indicated that the hardness value increased and became more uniform throughout the disk with an increase in the number of HPT turns up to 10 turns, and the highest hardness value was reached at the edges of the disk, about 612 Vickers. Examination of the fracture surfaces of the samples also showed that with an increase in the number of high-pressure torsion turns up to 10 turns, areas with a more brittle fracture surface were observed. due to the pseudoelastic results, hysteresis was observed in all samples and increasing strain, led to an increase in the hysteresis width. Also, the highest shape recovery rate was achieved for the 3-turn sample, at a pre-strain of 1%, for 66%. The highest percentage of recovery strain was also achieved in the same sample, at 3.1%.
كليدواژه هاي فارسي
آلياژ حافظهدار پايه Fe-Mn-Si , فرايند پيچش تحت فشار بالا , ريزساختار , خواص مكانيكي , رفتار حافظهداري
كليدواژه هاي لاتين
Shape memory alloys , Iron based shape memory alloys , Severe plastic deformation , High pressure torsion , Shape memory effect
Author
Mozhdeh Jamshidi Savadroodbari
SuperVisor
Dr.Hamidreza koohdar