چکیده

 

مطالعه تبلورمجدد استاتیکی مس شدیداً تغییرشکل یافته و ایجاد ماده نانوساختار با اندازه دانه دوگانه

 

توسط:


زهرا عباسی

 

مواد نانوساختار به علت خواص منحصربفرد فیزیکی ومکانیکی، مورد توجه بسیاری قرار دارند. در تحقیق حاضر مس خالص، با روش نوین تغییرشکل پلاستیک شدید، اکستروژن برشی ساده، با زاویه تغییرشکل بیشینه α=π/4، تغییرفرم یافت. محصول این فرایند مس حجیم نانوساختار، عاری از هر نوع تخلخل و آلودگی می­باشد. آزمایش پانچ برشی حاکی از آن است که با افزایش استحکام در اثر تکرار فرایند اکستروژن، شکل‌پذیری ماده نسبت به حالت اولیه کاهش می­یابد. یکی از روش­های بهبود شکل­پذیری و حفظ استحکام مواد نانوساختار، ایجاد توزیع اندازه دانه دوگانه است؛ فرایند ترمومکانیکی که شامل عملیات حرارتی کنترل‌شده پس از تغییرشکل پلاستیک شدید است منجر به ایجاد ساختاری با اندازه دانه دوگانه می­گردد که دانه­های میکرونی شکل­پذیری و زمینه با اندازه کریستال نانویی افزایش استحکام را فراهم می­کنند. بدین منظور نمونه­های حاصل از پاس اول، دوم و ششم اکستروژن در بازه دمایی 180 تا 290 درجه سانتیگراد و به مدت 60 تا 1800 ثانیه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. عملیات حرارتی منجر به فعال‌شدن مکانیزم­های بازیابی و تبلورمجدد استاتیکی می­گردد. سینتیک تبلورمجدد استاتیکی نمونه­ها با مشاهده تحولات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و ریزسختی سنجی با روش ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. با اطلاعات حاصل از ریزسختی سنجی، کسر نرم شدن ماده بر اساس مدل JMAK برای شرایط مختلف محاسبه گردید. منحنی­های کسر نرم شدن ماده نشان­دهنده آن است که مقدار توان اورمی بدست آمده برای کرنش­های مختلف حاکی از جوانه­زنی از نوع اشباع مکانی می­باشد. با افزایش دما و افزایش کرنش از 15/1 به 9/6 تبلورمجدد در زمان­های کوتاه­تری آغاز و با نرخ سریع­تری پیش می­رود. با محاسبه نرخ تبلورمجدد انرژی فعال­سازی برای کرنش­های 15/1، 3/2 و 9/6 به ترتیب برابر 60، 30 و 49 کیلوژول بر مول بدست آمد. کاهش انرژی با افزایش کرنش به علت افزایش انرژی سیستم ناشی از افزایش نابجایی­ها و کاهش مجدد آن در کرنش 9/6 به علت وقوع پدیده تبلورمجدد دینامیکی پیوسته می­باشد. بررسی منحنی­های کسر نرم شدن و انجام آزمایش پانچ برشی و بررسی ریزساختاری حاکی از آن است که نمونه با کرنش 9/6 که در دمای C°210 کسر 21 درصدی از آن و در دمای C°230 کسر 25 تا 31 درصدی از آن به صورت جزیی تبلورمجدد یافته است، دارای توزیع اندازه دانه دوگانه می­باشد؛ این نمونه‌ها علاوه بر افزایش استحکام، دارای شکل­پذیری مطلوبی نیز می‌باشند. به موازات پژوهش­های آزمایشگاهی، شبیه­سازی فرایند تبلورمجدد استاتیکی توسط الگوریتم مونت کارلو با بهره­گیری از اطلاعات حاصل از ریزسختی سنجی نمونه­های شدیداً تغییرشکل یافته انجام شد. نتایج حاصل از داده­های آزمایشگاهی و شبیه­سازی مطابقت خوبی با یکدیگر داشته و همچنین محاسبه توان اورمی در فرایند شبیه­سازی مبتنی بر جوانه‌زنی اشباع مکانی در ماده می­باشد.

 متن کامل در سایت تخصصی دانلود پایان نامه های کارشناسی ارشد  :www.arshadha.ir