خواص مکانیکی و پایداری حرارتی از جمله مهم ترین جنبه های کاربرد تجاری فلزات شدیدا تغییر شکل یافته هستند. ریزساختار ماده کنترل کننده خواص مکانیکی نهایی است. پایداری حرارتی ریزساختار را می توان به صورت مقاومت به فرایندهای بازیابی و تبلورمجدد تعریف کرد که این فرایندها بازگرداننده ریزساختار تغییر شکل یافته هستند. نقش اصلی کنترل تحولات ریزساختاری بر عهده فرایندهای تبلورمجدد و بازیابی است که پدیده های فعال شده با دما بوده و باعث بازگردانی ریزساختار تغییرشکل یافته می شوند. در این پژوهش تبلور مجدد استاتیکی مس شدیدا تغییر شکل یافته با روش نوین اکستروژن برشی ساده (SSE) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، نمونه های تغییر فرم یافته با کرنش های مختلف در محدوده دمایی 180 تا 290 درجه سانتیگراد مورد آنالیز ریزساختاری و آزمایش سختی قرار گرفتند. سپس با محاسبه کسر نرم شدن، ثوابت معادله JMAK در شرایط مختلف تعیین گردیدند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش کرنش از 1.15 به 6.9، اندازه کریستال و پایداری حرارتی کاهش می یابد، هم چنین زمان لازم برای وقوع 50% تبلورمجدد در دمای 210oC که برای پاس اول 864 ثانیه بوده در پاس دوم به 299 ثانیه و در پاس ششم به 207 ثانیه تقلیل می یابد.

در این پژوهش رفتار تغییر شکل گرم آلیاژ آلومینیوم 5083 مورد بررسی قرار گرفته است. هدف بررسی شکل پذیری در حین کشش گرم, تحت شرایط تبلور مجدد دینامیکی می باشد. برای این منظور ابتدا ماده تحت یک عملیات مکانیکی- حرارتی قرار می گیرد. سپس آزمایش کشش گرم در دماها و سرعت های کشش متفاوت انجام می شود. منحنی های تنش- نرخ کرنش در دماها و کرنش های مختلف با استفاده از آزمایش جهش سرعت به دست می آید. همچنین ریزساختار ماده با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM) بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که عملیات مکانیکی- حرارتی منجر به توزیع رسوب های ریز و یکنواخت در ماده می شود و تبلور مجدد دینامیکی حین تغییر شکل اتفاق می افتد. بیشترین ازدیادطول در حدود 250% در دمای 450oc و نرخ کرن 0.005 s-1 به دست می آید. تحت این شرایط بیشترین ضریب حساسیت نرخ کرنش در حدود 0.3 است. سطح نمونه در منطقه شکست باریک است و شکست بر اثر گلویی شدن رخ می دهد.

نورد سرد یکی از مهمترین روش های شکلدهی ورق های فولادی است. این فرآیند موجب جهت دار شدن ریزساختار و در نتیجه خواص مکانیکی ورق می شود. جهت دار بودن خواص مکانیکی اصطلاحا ناهمسانگردی (Anisotropy) نامیده می شود که یکی از روش های تعیین میزان آن استفاده از پارامتر R می باشد. یکی از راه های کنترل و بهینه کردن ناهمسانگردی، انجام عملیات حرارتی تابکاری (آنیل) تبلور مجدد می باشد. در پژوهش حاضر تاثیر جهت دار شدن ریز ساختار بر خواص کششی ورق St52 نورد شده و نیز، تاثیر متغیرهای آنیل تبلور مجدد بر رفتار ناهمسانگردی آن بررسی شده است. مقادیر R با استفاده از نتایج آزمون کشش روی نمونه های مختلف در سه جهت با زوایای 0، 45 و 90 درجه نسبت به امتداد نورد، تعیین شد. با استفاده از مقادیر R، مقادیر متوسط آنها یعنی Rm برای جهت های یاد شده به دست آمد. همچنین، با تغییر متغیرهای دما، زمان و درصد کارسرد، میزان ناهمسانگردی فولاد مذکور اندازه گیری گردید. مشخص شد که در زمان ثابت، افزایش دمای تبلور مجدد باعث کاهش ناهمسانگردی فولاد نورد شده می گردد و این کاهش با افزایش درصد کار سرد تشدید می شود. همچنین مشخص گردید که در دمای ثابت، افزایش زمان تبلور مجدد تا قبل از رسیدن به مرحله رشد دانه، سبب کاهش Rm می شود ولی پس از آن مرحله افزایش Rm را به دنبال دارد.

در این پژوهش پدیده تبلور مجدد دینامیکی یک نمونه آلیاژ Al-Li در دماهای 350oC و 400oC بررسی شده است. نمونه های متفاوت آلیاژ به شکل گوه تهیه شده و در دماهای 350oC و 400oC نورد گرم شده اند. مقدار کاهش سطح مقطع در نمونه ها حداکثر 70 درصد در نظر گرفته شد. بررسی نمونه های نورد شده در دماهای 350oC و 400oC نشان می دهد که متوسط قطر دانه ها از 100 میکرومتر به کمتر از 30 میکرومتر کاهش یافته و محدوده کرنش بحرانی شروع تبلور مجدد دینامیکی در این محدوده دمایی به ترتیب 50 و 40 درصد است.

در تحقیق حاضر رفتار تغییر شکل گرم فولاد API X70 به وسیله آزمون فشار گرم مطالعه شده است. جهت آزمایش، محدوده دمایی بین 950 تا 1150 درجه سانتی گراد با اعمال نرخ کرنش های متفاوت 0.01، 0.1 و 1 بر ثانیه انتخاب گردید. از منحنی های تنش - نرخ کارسختی برای نشان دادن وقوع تبلور مجدد دینامیکی استفاده و کاربرد روابط مشخصه برای تعیین ثوابت کار گرم این فولاد تشریح شد. با استفاده از تحلیل رگرسیون، ضریب تنش (a) و توان تنش (n) به ترتیب 0.016 و 4.420 محاسبه و انرژی فعال سازی تغییر شکل این فولاد نیز برابر KJ/mol 382 تعیین شد. همچنین اثر پارامتر زنر - هولمن (Z) روی نقاط ویژه منحنی های سیلان با استفاده از روابط تجربی بررسی و نهایتا سینتیک تبلور مجدد دینامیکی این فولاد مطالعه و رابطه حاکم بر این رفتار استخراج گردید.

در این پژوهش، اثر ریزساختار ریختگی بر فرایند بازیابی و تبلور مجدد فولاد زنگ نزن دوفازی 2304 مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه هایی با ریزساختار اولیه ریختگی در دماهای پایین کارگرم 850 و 950 درجه سانتیگراد و دمای بالایی کارگرم 1050 و 1150 درجه سانتیگراد و در سرعت کرنش های مختلف 001/0، 01/0، 1/0 و 1 (بر ثانیه) با استفاده از آزمون فشار گرم مورد تغییر شکل قرار گرفتند. تغییرات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری مجهز به سیستم آنالیز تصویر مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین میزان انرژی فعال سازی ظاهری کارگرم بر اساس داده های تنش-کرنش آزمون فشار گرم تعیین شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که ساز و کار ترمیم در شکل دهی گرم فولاد زنگ نزن دو فازی 2304، در دو فاز متفاوت است به گونه ای که در فاز فریت به وسیله فرایند بازیابی و در فاز آستنیت، توسط فرایند تبلور مجدد رخ می دهد. همچنین میزان انرژی فعال سازی ظاهری کارگرم برای این فولاد با ریزساختار اولیه ریختگی، در دما های 850 و 1150 کارگرم به ترتیب 325 و 150 کیلو ژول بر مول است که نسبت به حالت کارشده، مقادیر پایین تری را نشان می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

توده گرانودیوریتی لخشک بخشی از نوار گرانیتوئیدی زاهدان-سراوان محسوب می شود که در زمان الیگومیوسن به صورت یک توده بیضوی شکل با امتداد شمال غرب-جنوب شرق در داخل رسوبات فلیشی ائوسن نفوذ کرده و به همراه سنگ های میزبان خود، مجموعا بخشی از زون جوش خورده سیستان واقع بین دو بلوک لوت و افغان را تشکیل داده است. سنگ های حاشیه جنوب و جنوب غربی توده، در امتداد زون های برشی موازی با همبری توده که بیش از 400 متر ضخامت دارند، دستخوش دگرشکلی دمای بالا شده اند و فابریک هایی نظیر ساختارهای S-C پیدا کرده اند. دگرشکلی این سنگ ها در محل همبری با سنگ های میزبان، شدید بوده و به سمت داخل توده تدریجا کاهش می یابد. کانی های اولیه ماگمایی نظیر پلاژیوکلاز و ارتوکلاز در این سنگ های بر اثر تحمل دگرشکلی شکننده دمای بالا، شکسته شده و شکستگی آن ها مجددا با کانی های ماگمایی دمای بالا نظیر بیوتیت، پتاسیم فلدسپار و کوارتز پر شده است. بر اساس شواهد زیر به نظر می رسد دگرشکلی این سنگ ها در شرایط دمایی بالای سولیدوس و احتمالا در حضور مقدار کمی مذاب اتفاق افتاده باشد: 1) پر شدن شکستگی بلورهای فلدسپار اولیه توسط مجموعه های دانه ریز کوارتز، پتاسیم فلدسپار و بیوتیت، 2) وجود دانه های کوارتز و فلدسپار در بین کلیواژهای تغییر شکل یافته بیوتیت، 3) همرشدی کوارتز و پتاسیم فلدسپار که به طور بخشی جایگزین پلاژیوکلاز شده اند، 4) حضور بافت گرانوفیری دگرشکل نشده در حاشیه بلورهای دگرشکل شده ارتوکلاز.

در این پژوهش رفتار تبلور مجدد و سینتیک درشت شدن ساختار آلیاژ 7075 در حین فرایندهای ترمومکانیکی سیمای مرسوم و اصلاح شده جدید مورد بررسی قرار گرفت. فرایند سیمای مرسوم با اعمال کرنش فشاری تک محوری به میزان 55 %-10 در دمای محیط و سپس ذوب مجدد جزئی در دماها و زمان های مختلف انجام پذیرفت. فرایند سیمای اصلاح شده جدید با بکارگیری فرایند پرس-اکستروژن مکرر برای اولین بار جهت تهیه شمش نیمه جامد آلیاژ 7075 توسعه داده شد. نمونه ها ابتدا تحت سیکل های مختلف فرایند پرس-اکستروژن مکرر در دمای ° C 250 و سپس تحت عملیات حرارتی نیمه جامد قرار گرفتند. نتایج مطالعات ریزساختاری مشخص نمود که در نمونه های تهیه شده توسط فرایند سیمای اصلاح شده جدید سرعت تبلور مجدد بیشتر بوده و متوسط اندازه دانه به میزان قابل توجهی کاهش و میزان کرویت دانه ها بهبود می یابد. از رابطه لیفشیتز-اسلیوزوف-واگنر (LSW) جهت مطالعه فرایند درشت شدن ریزساختار نمونه های نیمه جامد استفاده شد. نرخ درشت شدن دانه های جامد در فرایند سیمای اصلاح شده جدید در مقایسه با فرایند سیمای مرسوم به میزان قابل توجهی کندتر است.

هدف از پژوهش حاضر، تعیین محدوده مناسب کارگرم سه فولاد کم آلیاژ کربن متوسط بر پایه Ni-Cr-Mo با استفاده از آزمایش های کشش گرم و پیچش گرم است. آزمایش کشش گرم در محدوده دمایی 850 تا 1150 درجه سانتی گراد با نرخ کرنش ثابت 0/1 بر سانتی متر تا وقوع شکست انجام شد. سپس رفتار سیلان، داکتیلیته گرم و تحولات ریزساختاری فولادها ارزیابی شد. آزمایش پیچش گرم در محدوده دمایی 780 تا 1200 درجه سانتی گراد در نرخ کرنش یک بر سانتی متر و کرنش 0/1 انجام و تأثیر عناصر تیتانیوم و نیوبیوم بر تنش سیلان متوسط و دمای توقف تبلور مجدد بررسی شد. نتایج آزمایش کشش گرم نشان داد، تبلور مجدد دینامیک مکانیزم غالب تغییر شکل در دماهای بالای 950 درجه سانتی گراد برای فولاد پایه و 1050 درجه سانتی گراد برای فولادهای میکروآلیاژی است. نتایج آزمایش پیچش گرم نشان داد دمای توقف تبلور مجدد برای فولاد پایه، فولاد حاوی تیتانیوم و فولاد حاوی نیوبیوم به ترتیب 1070، 1069 و 1116 درجه سانتی گراد است. درنهایت، محدوده مناسب تغییر شکل گرم برای دستیابی به خواص مکانیکی حداکثر برای فولاد پایه و فولاد حاوی تیتانیوم 1070-950 درجه سانتی گراد و برای فولاد حاوی نیوبیوم محدوده 1100-950 درجه سانتی گراد به دست آمد.