در این پژوهش رفتار خزشی فولاد نسوز 40hp تولیدی کارخانه فولاد اخگر اصفهان مورد مطالعه قرار گرفت. این نوع فولاد یکی از آلیاژهای پرکاربرد در ساخت لوله های کوره رفورمر صنایع پتروشیمی و صنایع تولید آهن جهت تولید گازهای احیاکننده است که به روش ریخته گری گریز از مرکز افقی تولید می شود. به دلیل شرایط محیطی کوره رفورمر (دمای بین ? 700 تا ? 1100 و فشار داخلی mpa 1 تا mpa 5) فرآیند خزش در این لوله ها بسیار فعال می باشد. بنابراین آلیاژهای مورد استفاده باید از مقاومت خزشی بالایی برخوردار باشند. یکی از روش های افزایش مقاومت در برابر خزش فولادهای نسوز، اضافه کردن عنصر تیتانیم به عنوان عنصر کاربیدزا به ترکیب شیمیایی است. در این پژوهش ابتدا چهار نمونه لوله با مقادیر صفر، 06/0، 21/0 و 23/0 درصد وزنی تیتانیم به روش ریخته گری گریز از مرکز افقی تولید و سپس آزمون های کشش، سختی سنجی، خزش و بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ نوری، الکترونی روبشی و آنالیزعنصری انجام شد. افزایش مقدار تیتانیم موجب ریزشدن ریزساختار ریخته گری، کاهش فاصله بین بازوهای ثانویه دندریتی و کاهش نسبی اندازه دانه در سطح مقطع عرضی لوله شد. تیتانیم همچنین موجب کاهش پیوستگی کاربیدهای مرزدانه، ظریف شدن و نیز تغییر شکل آنها از حالت اسکلتی به شکل کروی شد. از طرف دیگر افزایش مقدار تیتانیم بدلیل تشکیل کاربید مرکب نیوبیم-تیتانیم و افزایش نسبت کروم به کربن موجب تغییر در نوع کاربیدهای کروم اولیه شده و در نتیجه انواع کاربید کروم با درصد کروم متفاوت در ساختار ریخته گری تشکیل شد. آزمون خزش برروی نمونه های تولیدی با تنش ثابت mpa40 و در دمای ?900، برای زمان حداکثر100 ساعت طراحی و انجام شد. تنها نمونه با مقدار تیتانیم 06/0 درصد وزنی با نرخ خزش حالت پایای 6-10×6 تا بیش از 100ساعت مقاومت کرد. بررسی مقطع طولی نمونه های شکسته شده در حین آزمون خزش نشان داد که تحت تنش اعمالی، ترک های ریزساختار در فصل مشترک کاربیدهای کروم با زمینه جوانه زده و رشد کردند. همچنین با افزایش مقدار تیتانیم، رسوبات کاربیدی ثانویه تشکیل شده در حین آزمون خزش از نوع کاربیدهای غنی از نیوبیم و تیتانیم بود.آنالیز خطی و نقطه ای فازهای تشکیل شده نشان داد که در تمامی نمونه ها با درصد تیتانیم مختلف، فاز مخرب g با ترکیب شیمیایی 6si7nb16ni در حین آزمون خزش تشکیل گردید. اما مقدار آن در نمونه های تیتانیم دار کمتر از نمونه بدون تیتانیم مشاهده شد. از این رو به نظر می رسد وجود تیتانیم مانع استحاله کاربید مرکب نیوبیم- تیتانیم به فاز g می شود. بر اساس اطلاعات بدست آمده از آزمون خزش و با استفاده از پارامتر لارسون میلر، عمر تقریبی لوله های تولیدی در شرایط واقعی کاربرد یعنی تنش mpa 5/22 و دمای ?900، بیش از 10 سال تخمین زده شد.

اسپری سرد یک فرآیند نسبتا جدید است که از آن برای پوشش دهی و ساخت قطعات جدید استفاده می شود. در این فرآیند ذره های پودر در دمای پایین به سمت زیرلایه یا لایه قبلی پرتاب می شود. به دلیل سرعت بالا در این فرآیند، ذره ها در لحظه ی برخورد دارای انرژی جنبشی بسیار زیادی هستند که پس از برخورد باعث ایجاد تغییر شکل زیاد در ذره ها و زیرلایه شده و در نهایت سبب ایجاد پیوند های مولکولی محکمی بین ذره ها و زیرلایه می شود. همچنین به خاطر سرعت بالای ذره های پودر در زمان برخورد به زیرلایه، تغییر شکل ذره ها در نرخ کرنش های بسیار بالا (109 برثانیه) انجام می پذیرد. نرخ کرنش مذکور به نسبت فاصله از محل برخوردکاهش پیدا می کند. به همین دلیل نرخ کرنش در این فرایند از حدود 109 برثانیه تا صفر تغییر می کند که نشان می دهد این فرایند در محدوده ی وسیعی از نرخ کرنش ها انجام می پذیرد.به طور کلی مطالعات تجربی فرایندها بسیار هزینه بر می باشند. از این رو محققان تلاش می کنند تا راه های ساده تر و کم هزینه تری برای یافتن نتایج فرایند مورد نظر خود پیدا نمایند. یکی از این راه ها شبیه-سازی فرایندها می باشد. شناخت توانایی های فرآیند اسپری سرد در ساخت پوشش ها و قطعات جدید از مواد گوناگون نیز نیازمند آزمایش های هزینه بر و متعدد می باشد. به همین دلیل، تحقیقات بیشتر به منظور دست یابی به شبیه سازی صحیح این فرآیند لازم و ضروری به نظر می رسد.با وجود ناتوانی مدل جانسون-کوک در پیش بینی تنش سیلان در نرخ کرنش های بسیار بالای معمول در این فرآیند، مطالعات نشان می دهد که تمامی تحقیقات گذشته از این مدل در شبیه سازی این فرآیند استفاده کرده اند. بنابراین انتظار می-رود که با استفاده از یک مدل ماده مناسب تر برای نرخ کرنش های بسیار بالا بتوان دقت شبیه سازی های گذشته را بهبود بخشید. تا کنون مدل های ماده بسیاری برای پیش بینی رفتار ماده در نرخ کرنش های بالا ارائه شده اند. ولی بیشتر این مدل ها برای یک فرایند خاص ارائه شده و فقط در شبیه سازی آن فرایند جواب های قابل قبولی را ارائه می دهد. از این رو برای یافتن مدلی که بتواند فرآیند مورد نظر را شبیه سازی کند بایستی پیش بینی های آن مدل با آزمایش های تجربی مقایسه شده و درستی نتایج اثبات شود. به همین دلیل در این تحقیق، تمرکز بر اهمیت استفاده از مدل های ماده مختلف برای نرخ کرنش های بالا در شبیه سازی فرآیند اسپری سرد صورت گرفت. تعداد شش مدل ماده مناسب برای نرخ کرنش های بالا در نرم افزار آباکوس پیاده سازی و سپس با استفاده از آن ها فرآیند اسپری سرد برای فلز مس شبیه سازی شد. مقایسه نتایج نشان داد که مدل ماده انتخاب شده برای شبیه سازی، تاثیر بسیار زیادی در نحوه ی تغییر شکل ذره و زیرلایه می گذارد.لازم به ذکر است که شبیه سازی ها در نرم افزار آباکوس با دو روش انجام گرفت. روش اول استفاده از روش مرسوم المانهای لاگرانژی و روش دوم استفاده از هیدرودینامیک ذرات هموار می باشد. به طور کلی مقایسه نتایج حاصل از این دو روش نشان داد که نتایج هر دو روش تقریبا نزدیک است، با این تفاوت که روش هیدرودینامیک ذارت هموار دمای محل برخورد را کمی پایین تر از المان محدود پیش بینی نمود و از طرف دیگر به مقدار ناچیزی تغییر شکل بیشتر و نفوذ کمتری را نیز برای ذره نشان داد.

هدف از پروژه حاضر، بررسی مقاومت خوردگی و تریبوخوردگی پوشش های پاشش سرد tial6v4در محلول nacl 5/3% بوده است.در ابتدا پوشش های بدست آمده مورد مشخصه یابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس روی پوشش های تحت آزمون نشان داد که به واسطه کرنش شبکه ای به وجود آمده در اثر فرایند پاشش، پیک های مشخصه در الگوی پراش به زوایای بیشتر انتقال یافته اند. همچنین آزمون های مشخصه یابی سطح پوشش ها و بالک tial6v4 مقادیر سختی در محدوده 380 تا 403 ویکرز را نشان دادند که پوشش ها به دلیل حضور کرنش شبکه ای سختی بیشتری را نسبت به بالک از خود نشان دادند. در بررسی های انجام شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بر سطح مقطع پوشش ها مشاهده شد که به دنبال کاهش دما و سرعت فرایند، درصد تخلخل در پوشش ها افزایش یافته است. همچنین پس از اچ نمودن پوشش ها با محلول معرف کرول تفاوت در میزان تغییرشکل ذرات در شرایط متفاوت فرایند برای هر پوشش مشاهده شد. توسط تکنیک های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، پتانسیل مدار باز و eis رفتار خوردگی و تریبوخوردگی پوشش ها مورد مطالعه قرار گرفت. منحنی های حاصل از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان دادند که اعمال پوشش های tial6v4 چگالی جریان خوردگی زیرلایه فولادی را تقریباً با ضریب 20 کاهش داده اند. تصاویر میکروسکوپی نوری از سطح مقطع نمونه های پوششدار پس از آزمون پلاریزاسیون مقادیر متفاوتی از صدمات خوردگی زیرلایه در فصل مشترک پوشش/زیرلایه را نشان دادند. نتایج آزمون تریبوخوردگی در شرایط پتانسیل مدار باز کاهش افت پتانسیل به واسطه رفتار الکتروشیمیایی نجیب تر پوشش هاوهمچنین کاهش جریان آندی به دلیل سختی بالاتر و مقاومت الکتروشیمیایی بیشتر آن ها در آزمون های پتانسیواستاتیک را نسبت به زیرلایه نشان داد. در آزمون تریبوخوردگی مشاهده شد پوششی که سختی کمتر، مقاومت به خوردگی کمتر و درصد تخلخل بالاتری نسبت به دیگر پوششها داشت، مقاومت به تریبوخوردگی کمتری را نیز از خود نشان داد. با توجه به نتایج آزمون طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی قبل و پس از آزمون تریبوخوردگی در شرایط پتانسیل مدار باز، مشخص شد که پوششها به واسطه تفاوت در میزان تخلخل و تمایل به رویین شدن مجدد رفتار متفاوتی را از خود نشان داده اند. همچنین پس از آزمون تریبوخوردگی به واسطه سایش، تخلخل های باز بیشتری در سطح ایجاد شده که تغییر در رفتار الکتروشیمیایی پوشش ها را به دنبال داشت.

در این پژوهش، کامپوزیت زمینه فلزی آلومینیوم-مس با ذرات تقویت کننده ی آلومینا توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی ساخته و خصوصیات مکانیکی و ریزساختاری آن بررسی شد. لایه ی آلومینا توسط فرایند آندایزینگ روی ورق های آلومینیوم تشکیل گردید. سپس ورق آندایز شده بین دو ورق از جنس مس قرار گرفته و فرایند نورد تجمعی پیوندی روی این مجموعه انجام شد. جهت ساخت این کامپوزیت در مرحله ی اول، پارامترهای موثر بر استحکام اتصال ورق ها ارزیابی شد. برای این منظور، ورق ها طی فرایند نورد پیوندی سرد به یکدیگر متصل شدند سپس با انجام آزمون لایه کنی استحکام اتصال آنها ارزیابی شد. عوامل گوناگونی همچون کاهش ضخامت ورق ها، تغییر ضخامت لایه ها و انجام عملیات آنیل پس از نورد پیوندی سرد بررسی شدند. در نهایت سطوح حاصل از این آزمون برای هر دو طرف مس و آلومینیوم با میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون لایه کنی نشان داد با افزایش میزان کاهش ضخامت و همچنین افزایش ضخامت لایه تا 32 میکرومتر، استحکام اتصال بهبود می یابد. همچنین فرایند آنیل پس از نورد پیوندی، باعث کاهش استحکام اتصال ورق ها شد. در مرحله ی دوم به بررسی کامپوزیت آلومینیوم- مس بدون ذرات آلومینا با درصدهای مختلف مس با تغییر ضخامت لایه های فلزی و انجام فرایند آنیل در زمان ها و دماهای مختلف پرداخته شد. نتایج حاکی از آن بود که با افزایش کسر حجمی مس، استحکام کششی کامپوزیت افزایش ولی ازدیاد طول کاهش یافت. ارزیابی تأثیر فرایند آنیل بر خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیوم- مس حاکی از کاهش استحکام کششی و افزایش ازدیاد طول در زمان های پایین آنیل بود. با افزایش زمان آنیل بر میزان استحکام کششی کامپوزیت افزوده گردید با این وجود، ازدیاد طول کاهش یافت. آزمون پراش پرتو ایکس و آنالیز حرارتی روی کامپوزیت ساخته شده، انجام شد. نتایج نشان داد که طی آنیل کامپوزیت ها، عمدتاً فاز بین فلزی al4cu 9 تشکیل شد. ارزیابی سطوح شکست نیز نشان داد نحوه ی شکست در کامپوزیت های عملیات حرارتی شده غالباً به شکل ترد بود. در مرحله ی سوم، کامپوزیت آلومینیوم- مس با ذرات آلومینا با استفاده از مقادیر بهینه آزمایشات صورت گرفته با موفقیت طی هفت سیکل نورد تجمعی ساخته شد. ارزیابی های ریز ساختاری نشان داد، با افزایش سیکل-های نورد، لایه های بیشتری از مس خرد و در زمینه آلومینیوم توزیع شدند. همچنین ارزیابی خواص مکانیکی با انجام آزمون کشش تک محوری، آزمون خمش سه نقطه ای، آزمون پانچ برشی و ریزسختی ویکرز روی کامپوزیت ساخته شده، انجام شد. نتایج آزمون کشش نشان داد، با افزایش سیکل های نورد تجمعی تا سیکل سوم، استحکام کششی افزایش یافت ولی در سیکل های چهارم و پنجم، استحکام ناگهان کاهش یافت و در نهایت برای دو سیکل ششم و هفتم، استحکام کششی روند افزایشی از خود نشان داد. در ارزیابی سطوح شکست این کامپوزیت ملاحظه شد در سیکل های ابتدایی به دلیل چسبندگی ضعیف لایه های فلزی، حین آزمون کشش این لایه ها از یکدیگر جدا شدند که با افزایش سیکل های نورد تجمعی جدایش لایه ها به شکل قابل توجهی کاهش یافت. اندازه دانه های فرعی لایه های مس و آلومینیوم از داده های پراش پرتو ایکس نمونه ها توسط نرم افزار maud ارزیابی شد و نتایج نشان داد طی فرایند نورد تجمعی در هر دو طرف مس و آلومینیوم دانه های فوق ریز تشکیل شده است.

آلیاژهای حافظه دار قادر به حفظ و بازیابی شکل اولیه خود می باشند که این عمل بعد از تغییر شکل باگرم شدن در دمایی بالاتر از دمای استحاله انجام می شود. رفتار منحصر به فرد حافظه داری و ابرکشسانی آلیاژ حافظه دار niti باعث شده که در چند دهه اخیر از این آلیاژ در تجهیزات و ابزارهای حساس استفاده شده است. همچنین مقاومت به خوردگی بالا, زیست سازگاری بسیار خوب با بدن و مطلوب بودن خواص مکانیکی و سایشی باعث شده که این آلیاژ برای کاربرد های پزشکی, هوافضا و نظامی مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق امکان تولید آلیاژ حافظه دار niti به روش ذوب القایی در قایقک مسی و تاثیر عملیات ترمومکانیکی شامل نورد سرد و آنیل متعاقب بر ریزساختار, خواص مکانیکی و خواص ابرکشسانی و حافظه داری آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های ریخته¬گری شده به روش ذوب القایی در قایقک مسی, پس از همگن سازی در دمای oc900 به مدت زمان 4 ساعت, تحت عملیات نورد گرم قرار گرفته و سپس در دمای محیط با مقادیر مختلف کاهش ضخامت بین20% تا 70% نورد سرد شدند. بررسی ریز ساختاری حاصل از میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان دادکه در نمونه 70% نورد سرد شده در قسمتهایی ریز ساختار آستنیتی نانومتری با اندازه دانه حدود 20 نانومتر ایجاد شده و در بخش هایی دیگر از جمله باند های تغییر شکل, شبکه کریستالی تخریب شده و فاز آمورف تشکیل شده است. آنالیز فازی xrd حاکی از حضور فاز آستنیتی در نمونه های نورد سرد شده بود. مقدار دانسیته نابجایی¬ها برای نمونه %70 نورد سرد شده حدود cm-2 13+10 محاسبه شد. آنیل در دمای oc300 عمدتاً منجر به کاهش دانسیته نابجایی¬ها شد, اما همچنان باندهای آمورف در نمونه وجود داشتند. آنیل در دمای oc400 منجر به کریستالیزاسیون فاز آمورف و رشد نانودانه های آستنیتی تا ابعاد بین 20 تا 70 نانومتر شد. همچنین آنیل در دمای oc500 باعث رشد اندازه دانه و بازیابی کارسختی, کاهش دانسیته نابجایی¬ها و پایداری فاز مارتنزیت گردید. نتایج حاصل از آزمایش های سختی سنجی و پانچ برشی نشان دهنده افزایش سختی و استحکام با افزایش درصد نورد سرد و کاهش سختی و استحکام با افزایش دمای آنیل پس از نورد سرد بود. خواص ابرکشسانی نمونه هایی که مورد عملیات ترمومکانیکی قرار گرفته بودند, با استفاده از آزمون خمش 3 نقطه ای در دمای oc100 مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاکی از رفتار مناسب نمونه های آنیل شده در دمای oc400 وحضور کرنش باقی مانده ناشی از لغزش برای نمونه های آنیل شده در دمای oc500 بود. آزمون حافظه داری نشان داد که عملیات ترمومکانیکی باعث افزایش درصد بازیابی شکل از %85 برای نمونه بدون عملیات ترمومکانیکی تا درصد های بالاتر از %94 شده است. همچنین برای آلیاژ %40 و %70 نورد سرد شده و آنیل شده در دمای oc400 درصد بازیابی شکل در حدود %100 بدست آمد.

متالورژی فولادهای پر منگنز به خصوص فولادهای تغییر شکل پلاستیکی ناشی از دو قلویی (twip) و استحاله فازی مارتنزیتی (trip) در حال حاضر موضوع علمی مهم و قابل توجه محسوب می شود. این فولادها به علت ساختار شیمیایی مناسب از استحکام و انعطاف پذیری مطلوبی برخوردار هستند. این ویژگی های مکانیکی استثنایی از طریق قابلیت کار سختی بالای این فولاد به دست می آید. از این رودر این پژوهش با استفاده از هوش مصنوعی به پیش بینی خواص مکانیکی فولادهای twip/trip پرداخته میشود. هوش مصنوعی به عنوان روشی برای شبیه سازی سیستم ها، مدل های زیادی را در بر می گیرد. در پژوهش اخیر از دو مدل شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک برای پیش بینی خواص مکانیکی فولادهای پرمنگنز استفاده شده است. متغیرهای ورودی برای شبکه عصبی عبارت از پارامترهای ترکیب شیمیایی (درصدهای وزنی منگنز، آلومینیوم و سیلیسیم) و پارامترهای ترمومکانیکی (دمای آنیل، زمان آنیل و درصد کار سرد) هستند که با استفاده از شبکه عصبی تاثیر آنها بر متغیرهای خروجی استحکام تسلیم، استحکام کششی و درصد ازدیاد طول بررسی شده است. داده های لازم برای بررسی شبکه از مقالات به دست آمد .20 در صد این داده ها برای مرحله تست، 20 درصد برای مرحله اعتبارسنجی و 60 درصد باقیمانده برای آموزش شبکه به کار برده شد. برنامه شبکه عصبی برای هر یک از دو دسته پارامترهای شیمیایی و مکانیکی به طور جداگانه نوشته شد و برای دست یافتن به نتایج دقیق تر برای هر کدام از این پارامترها سه برنامه مجزا طراحی گردید. همچنین در نوشتن شبکه دو روش پس انتشار خطا و شعاع مبنا استفاده گردید. با استفاده از شبکه عصبی به بررسی تاثیر هر یک از پارامترها به طور جداگانه بر خواص مکانیکی پرداخته شد. نتایج نشان داد که مدل آموزش داده شده می تواند حساسیت خواص مکانیکی به متغیرهای ورودی را پیش بینی نماید. در گام بعدی با استفاده از نتایج به دست آمده از شبکه عصبی، معادله ای برای استفاده در مدل الگوریتم ژنتیک حدس زده شد. استفاده از الگوریتم ژنیک باعث گردید تا نتایج به دست آمده از شبکه عصبی بهینه گردد و پیش بینی بهتری را در پی داشته باشد.

آلومینیوم 7075 به دلیل داشتن خواص ویژه¬ایی همچون چگالی کم، استحکام مناسب، مقاومت به خوردگی و شکل پذیری مطلوب و همچنین کاربرد¬های هوایی و خودروسازی، همواره مورد توجه محققین و صنعتگران بوده است. اما با توجه به کاربرد¬های حساس موجود در این صنایع، نیاز به استحکام بالا¬تر ورفتار سایشی مناسب¬تر در کنار انعطاف¬پذیری مطلوب نمایان است. در این پژوهش نورد تبریدی آلیاژ آلومینیوم 7075 ( نورد در دمای نیتروژن مایع) با هدف بهبود ساختار و خواص مکانیکی انجام پذیرفته است. در این راستا پارامتر¬های مدت زمان آنیل انحلالی قبل از نورد، میزان کاهش در سطح مقطع، دما و مدت زمان پیرسازی پس از نورد با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی با آرایه¬های متعامد l16 مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمون¬های کشش و سختی سنجی به منظور بررسی خواص مکانیکی، بررسی¬های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراش پرتو ایکس با هدف بررسی رسوبات و تعیین دانسیته نابجایی¬ها، آزمون سایش و بررسی مکانیزم¬های آن و مطالعه سطوح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام پذیرفته است. مدت زمان 5/5 ساعت برای آنیل انحلالی، کاهش در سطح مقطع 80 درصد و دمای 100 درجه سانتی¬گراد و زمان 30 ساعت برای فرایند پیرسازی به عنوان پارامتر¬های بهینه توسط طراحی آزمایش تعیین شده است. با اعمال پارامتر¬های بهینه استحکام کششی ??? تا ??? مگاپاسکال ( حدود 100 مگاپاسکال افزایش نسبت به آلومینیوم 7075 اولیه) و درصد افزایش طول ?? درصد (کاهش حدود 2 درصد نسبت به آلومینیوم ???? اولیه) حاصل شده است. بررسی¬های ریزساختاری کاهش اندازه دانه در محدوده ??? تا 600 نانومتر را نشان داده است. وجود دانه¬های فوق ریزدانه در کنار دانه¬های درشت¬تر ناشی از مرحله پیرسازی پس از نورد و تشکیل رسوبات نانومتری با متوسط اندازه ? الی ?? نانومتر به دلیل دانسیته بالای نابجایی¬های ناشی از عدم بازیابی دینامیکی منجر به دستیابی به این چنین خواصی شده است. سطوح شکست نمونه نورد شده با پارامتر¬های بهینه وجود دیمپل¬های بسیار ریز با نحوه شکست غالبا نرم را در نمونه¬های آلومینیوم نورد تبریدی – پیرسازی شده نشان داده است. بررسی¬های سطوح سایش وقوع مکانیزم خراشان را تایید کرده¬اند. خواص سایشی نمونه نورد تبریدی- پیرسازی شده نسبت به آلومینیوم 7075 اولیه به دلیل ریز شدن ساختار و تشکیل رسوبات ریز با دانسیته بالا بهبود یافته است.

در این تحقیق رفتار تغییر شکل داغ فولاد (30mn-0.5c-3.7al-4si) twip با استفاده از آزمون فشار داغ و ترسیم نقشه فرایندی حاصل از منحنی های تنش سیلان، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های استوانه ای شکل برای آزمون فشار داغ در گستره دمایی 750 تا oc 1000 و گستره نرخ کرنش 001/0 تا s−15/0 مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، رفتار کارسختی نمونه ها با استفاده از ترسیم منحنی های کارسختی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری با استفاده از تصاویر میکروسکوپی نوری، میکروسکوپی الکترونی روبشی و روش پراش الکترون های برگشتی انجام شد. مکانیزم های تبلورمجدد در حین تغییرشکل داغ مورد ارزیابی قرارگرفت. مشخص گردید که افزایش دما باعث تسریع تبلورمجدد دینامیکی می شود. همچنین، افزایش نرخ کرنش باعث تسریع تبلورمجدد دینامیکی و کاهش اندازه دانه نهایی، به دلیل افزایش مکان جوانه زنی و کاهش نرخ رشد دانه های تبلورمجدد یافته در نرخ کرنش بالا، شد. تاثیر پارامترهای تغییرشکل داغ همانند نرخ کرنش و دما برروی بافت نمونه ها نشان داد که با افزایش دما در نرخ کرنش پایین مولفه بافت مکعبی، که از مشخصه های بافت تبلورمجدد است، شدت یافت ولی در نرخ کرنش بالا به دلیل رخ دادن مکانیزم مهاجرت مرزدانه متاثر از کرنش، مولفه تغییرشکل مس شدت می یابد. سپس نقشه فرایندی تغییر شکل داغ در کرنش 5/0 و 6/ 0 رسم شد. نقشه فرایندی ترسیم شده نشان داد که یک ناحیه ناپایدار و دو ناحیه پایدار جهت تغییرشکل وجود دارد. بررسی های صورت گرفته نشان داد که تشکیل ترک باعث ناپایداری شده است و تبلورمجدد دینامیکی دلیل اصلی پایداری است. شرایط بهینه برای تغییرشکل داغ فولاد مورد تحقیق، در دمای oc 1000 و نرخ کرنش s−1 1/0 تعیین شد. کلمات کلیدی: فولادtwip ، تغییرشکل داغ، تبلورمجدد دینامیکی، نقشه فرایندی

در پژوهش حاضر تأثیر مسیرهای کرنش در فرایند نورد تجمعی پیوندی بر خواص مکانیکی و ریزساختار نوارهای مسی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از نورد تجمعی پیوندی مستقیم (مسیر a) و همچنین نورد تجمعی پیوندی با زاویه¬های چرخش 90 درجه در جهت پاد¬ساعتگرد (مسیر bc)، 90± درجه (مسیر ba) و 180 درجه (مسیر c) استفاده شد. جهت انجام این پژوهش از نوارهای مسی خالص تجاری با ضخامت 1 میلی متر و در ابعاد 5 × 15 سانتی متر برای نورد مستقیم و 180 درجه و 4 × 5 سانتیمتر برای چرخش های 90 درجه استفاده گردید. فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیرهای مختلف تا 8 سیکل (کرنش معادل 4/6) روی ورق¬های مسی با موفقیت انجام شد. در فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیر a نمونه¬ها در سیکل دوم چرخانده نشد در حالی که در مسیرهای bc، ba و c نمونه¬ها پس از نورد در سیکل اول به ترتیب 90 درجه در جهت پادساعتگرد ، 90± و 180 درجه حول محور عمود بر جهت نورد چرخانده شد. به منظور بررسی شرایط پیوندهای ایجاد شده در طی فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیرهای مختلف از تصاویر میکروسکوپ نوری استفاده شد. نتایج نشان داد که در هر چهار مسیر با افزایش تعداد سیکل پیوندهای ایجاد شده در سیکل¬ قبل بهبود یافت. همچنین بررسی¬ها نشان داد که پیوندهای ایجاد شده در فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیرهای bc، ba و c نسبت به فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیر a در تعداد سیکل یکسان دارای شرایط بهتری هستند. تغییرات ریز ساختاری حین فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیرهای مختلف، توسط آزمون پراش الکترونی برگشتی مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر پراش الکترونی برگشتی نشان داد که ساختار لایه¬ای در حین فرایند نورد تجمعی پیوندی با مسیرهای a و c به وجود آمد در حالی که ریز ساختار نمونه¬های فرایند نورد تجمعی پیوندی شده با مسیرهای bc و ba شامل دانه¬هایی تقریباً هم محور بود. به منظور بررسی خواص مکانیکی ورق¬های نورد تجمعی پیوندی شده با مسیرهای مختلف از آزمایش کشش تک محوری و سختی سنجی استفاده شد. نتایج نشان داد که با انجام فرایند نورد تجمعی پیوندی روی ورق¬های مسی و در هر چهار مسیر، سختی و استحکام نهایی ورق¬ها حدود 2 برابر مقدار اولیه افزایش یافت. همچنین مقدار سختی و استحکام ورق¬های نورد تجمعی پیوندی شده با مسیر a و c بالاتر از ورق¬های نورد تجمعی پیوندی شده با مسیر bc و ba بود. بررسی سطح شکست نمونه-های نورد تجمعی پیوندی شده با مسیرهای مختلف پس از انجام آزمایش کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت و مشخص شد که شکست در ورق¬های تولید شده در هر چهار مسیر دارای شکست نرم با مکانیزم تشکیل دیمپل¬های برشی است.

در این پژوهش تحولات ریزساختاری و تغییرات خواص مکانیکی آلیاژ برنج cu-35zn در اثر نورد سرد و آنیل از طریق کنترل سینتیک پدیده های بازیابی و تبلورمجدد مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی انجام این تحقیق تعیین شرایط بهینه جهت دست یابی به بیشترین میزان چقرمگی (سطح زیر منحنی تنش کرنش) با ریزساختار دوگانه شامل توزیع دانه های ریز و درشت در کنار هم و تبلورمجدد جزئی است. بدین منظور دو مسیر برای رسیدن به هدف تعریف شده مد نظر قرار داده شد. در روش اول ورق های برنجی آنیل شده به میزان 60، 75 و 90 درصد نورد سرد و در دماهای 300 تا 550 درجه سانتیگراد در کوره الکتریکی آنیل شدند. نتایج بررسی های انجام شده نشان داد در محدوده دمایی تبلورمجدد جزئی به علت استحکام بالا ناشی از نواحی تبلورمجدد نشده و همچنین در محدوده دمایی کاملا تبلورمجدد شده به علت انعطاف پذیری بالا ناشی از دانه های تبلورمجدد شده، چقرمگی بالایی حاصل شد. در روش دوم به منظور انجام عملیات آنیل در محیط های با نرخ انتقال حرارت بالاتر و دست یابی به خواص مکانیکی بهتر نمونه های 90 درصد نورد سرد شده به مدت 10 دقیقه در کوره حمام نمک آنیل شدند. تعدادی از نمونه ها در محدوده دمایی بازیابی (250درجه سانتیگراد)، تعدادی در محدوده دمایی تبلورمجدد (450 درجه سانتیگراد) و تعدادی نیز به منظور بررسی رقابت بین بازیابی و تبلورمجدد ابتدا در محدوده دمایی بازیابی و سپس در محدوده دمایی تبلورمجدد آنیل شدند. نتایج آزمون کشش نشان داد که برای نمونه های آنیل شده در محدوده دمای بازیابی، با کاهش دانسیته نابجایی ها در حضور دوقلوهای مکانیکی انعطاف پذیری به مقدار کم افزایش یافت. در محدوده دمای تبلورمجدد در زمان های آنیل 1 و 5 دقیقه با ایجاد تبلورمجدد جزئی و در زمان آنیل 10 دقیقه با ایجاد ریزساختار دوگانه استحکام و انعطاف پذیری بهبود پیدا کرد. در نمونه هایی که در دو محدوده دمایی بازیابی و تبلورمجدد آنیل شدند، بازیابی بخش کمی از انرژی ذخیره شده را مصرف کرده و با افزایش سهم بازیابی نسبت به تبلورمجدد در نمونه ها، به علت انجام تبلورمجدد جزئی استحکام کششی و استحکام تسلیم افزایش و انعطاف پذیری کاهش یافت. مقایسه نتایج در دو روش نشان داد که چقرمگی در کوره حمام نمک در محدودهmj/m3 220 تا mj/m3245 است در حالیکه در کوره الکتریکی بیشترین مقدار چقرمگی کمتر از mj/m3220 محاسبه شد.