تأثير پارامترهاي نورد سرد و آنيل بر تشكيل ساختار دوگانه آلياژ آنتروپي بالا FeNi1.5CrCu0.5 و بررسي ريزساختار، خواص مكانيكي و بافت آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

آلياژهاي آنتروپي بالا، به دليل داشتن خواص منحصر به فرد مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند.در اين پژوهش رفتار سيستم آلياژي FeCrNi1.5Cu0.5 پس از ريخته‌گري، تحت فرايند عمليات حرارتي، تغيير شكل سرد و تبلور‌مجدد مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت. در پژوهش حاضر آلياژ چهار جزيي FeCrNi1.5Cu0.5 با استفاده از كوره القايي تحت خلأ ريخته‌گري شده است. ساختار و تركيب شيميايي با استفاده از آزمون پراش پرتو ايكس وآناليز تفكيك انرژِي، ريزساختار با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكترون روبشي و خواص مكانيكي آن با آزمون سنبه برشي و ميكروسختي بررسي شده است. آلياژ حاصل تك فاز FCC بوده و استحكام كششي اين آلياژMPa 456 به همراه 28 درصد ازدياد طول و هم‌چنين سختي250 ويكرز كه بيانگر استحكام پايين و انعطاف‌پذيري بالاي آلياژ، در حالت FCCمي‌باشد. در ادامه به منظور دستيابي به ساختار فاقد دندريت و رسيدن به شرايط بهينه؛ فرايند آنيل در دماي 900 تا ℃1100 به فاصله دمايي ℃ 100و زمان‌هاي مختلف 1و 4 ساعت روي آلياژ انجام گرفت و اثرات آن بر ريزساختار آلياژ به طور كامل بررسي شد. در نهايت آلياژ در دماي ℃1000 و در زمان‌ 15ساعت آنيل گرديد. در ادامه آلياژ تا 85 درصد كاهش ضخامت نورد سرد شد و ساختار، خواص مكانيكي و بافت آن مورد بررسي قرار گرفت. مشاهده شد كه با انجام فرايند نورد؛ تغييري در ساختار فازي نسبت به حالت ريختگي ايجاد نشده و هم‌چنان ساختار فازي FCC بود و تنها تفاوت در شدت پيك‌ها مي‌باشد؛كه بيانگر وجود بافت در ساختار است. در ريزساختار اين آلياژ سهم مرزدانه‌ها و نابجايي‌ها با افزايش كرنش، افزايش يافت و در ريزساختار باندهاي برشي ظاهر شد. استحكام و ميكروسختي آلياژ به ترتيب MPa791 و350 ويكرز افزايش يافت و هم‌چنين بافت با مولفه‌هاي گوس، برنج، S، مس در آلياژ ظاهر شد. به منظور بدست آوردن دماي تبلور مجدد، آنيل به مدت يك ساعت در دماهاي850 تا ℃ 1100به فاصله دمايي 50 درجه انجام شد و دماي شروع و پايان تبلور مجدد به ترتيب 900 و ℃1050 و دماي رشد دانه ℃1100 بدست آمد. نمونه بهينه از نظر ساختار تبلور مجدد، در كاهش ضخامت‌هاي مختلف 20، 40، 60، 80 و90 درصد نورد سرد شدند و در ادامه در زمان‌هاي مختلف 1، 2، 5، 20، 60، 120 دقيقه آنيل شدند. جوانه‌زني تبلور مجدد در مناطقي كه داراي انرژي ذخيره شده بالايي بودند، صورت گرفت و در 20 دقيقه آنيل، ساختار به طور كامل تبلور مجدد شد. هدف اصلي پروژه دستيابي به ريزساختار دوگانه مي‌باشد،كه اين ريزساختار دوگانه؛ باعث بهبود استحكام و انعطاف‌پذيري مي‌شود. ريزساختار دوگانه در 60 و120 دقيقه آنيل ديده شد، يعني در كنار رشد عادي دانه‌ها، رشد غير عادي دانه‌ها نيز مشاهده شد.

212490

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

علي شعباني

احمد رضاييان، تقي اصفهاني

محمدرضا طرقي نژاد، ابوذر طاهري زاده