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.

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 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.

در این پژوهش سینتیک تبلور نانودانه ها در آلیاژ آمورف فاینمت در شرایط گرم کردن پیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور کالری متری تفاضلی روبشی در سرعت گرم کردن های مختلف روی نمونه های آمورف انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که تبلور فاز آهن آلفا از حوالی دمای 450 درجه سانتی گراد شروع می شود. نتایج پراش اشعه ایکس ضمن تایید این نتایج اندازه نانوبلورهای تشکیل شده برای نمونه های آنیل شده در دماهای 450 و 550 درجه سانتی گراد به ترتیب 12 و 19 نانومتر نشان میدهد. بر اساس نتایج بدست آمده از کالری متری، انرژی اکتیواسیون متغیر واکنش با استفاده از روش ایزوکانورژنال پیشرفته ویازوکین محاسبه شد. مقادیر محاسبه شده نشان می دهد که انرژی اکتیواسیون تبلور در آلیاژ فاینمت با پیشرفت واکنش تغییر می کند و از 290 به 390 کیلوژول بر مول افزایش می یابد. تغییر انرژی اکتیواسیون با پیشرفت تحول نشان دهنده پیچیدگی و چند مرحله ای بودن واکنش نانوبلورین شدن است. محاسبه مدل واکنش بر اساس نتایج تجربی نشان می دهد که تحول نانوبلورین شدن به هیچ از مدل های تئوری منطبق نمی شود، ولی به مدل رشد سه بعدی کنترل شونده با فصل مشترک نزدیکتر از سایر مدل ها است. شکل کروی و هم محور نانودانه ها بر اساس نتایج میکروسکوپ الکترونی عبوری این نتایج را تایید می کند.

در این تحقیق، رفتار تبلور الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs حاوی مقادیر مختلفی از GnPs با و بدون سازگارکننده تولید شده و سپس رفتار تبلور همدمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs در دماهای تبلور مختلف ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که با افزودن GnPs به ماتریس PP، هسته زایی ناهمگن حتی در دماهای بالاتر به آسانی روی داده و کل فرآیند تبلور سریع تر رخ می دهد. همچنین استفاده از سازگارکننده PP-g-MA منجر به انتقال منحنی های تبلور به زمان های کوتاه تر شده است. آنالیز آورامی نشان می دهد که حضور GnPs در کنار سازگارکننده علی رغم هسته زایی موثر، می تواند مانع رشد بلورهای PP شده و زمان نیمه عمر تبلور را افزایش دهد. توان آورامی به دست آمده برای PP (نزدیک به 3) نشان دهنده ساختار سه بعدی بلورها بوده در حالی که توان آورامی الیاف نانو کامپوزیت (نزدیک به 2) نشان دهنده آن است که رشد بلورها دو بعدی می باشد. همچنین پایین تر بودن مقادیر ثابت سرعت هسته زایی به دست آمده از تئوری Lauritzen-Hoffman در الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs در مقایسه با الیاف PP نشان می دهد که GnPs به عنوان مواد هسته زای موثر برای تبلور PP عمل می کنند. علاوه بر این، مقادیر پایین تر انرژی آزاد تاخوردگی زنجیر بلورهای لاملا در الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs نشان می دهد که GnPs تبلور PP را تسهیل می کنند.

خواص مکانیکی و گرمایی پلیمرها وابستگی زیادی به رفتار بلوری شدن و ریخت شناسی بلور آنها دارد. در این تحقیق، رفتار بلورینگی غیر همدمای الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) حاوی 1/0، 5/0 و 1% GnPs با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، از مدل های اوزاوا و Mo برای برازش مرحله ابتدای تبلور غیر همدما استفاده شد. همچنین فعالیت هسته زایی و انرژی فعال سازی موثر ماده افزودنی به ترتیب به وسیله روش های Dobreva و فریدمن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت سرمایش، پیک تبلور در منحنی های گرمازای همه نمونه ها به دماهای پایین تر انتقال یافته و پهن تر شده اند. علاوه بر این، مشاهده شد که برخلاف مدل اوزاوا، مدل Mo به خوبی می تواند تبلور غیر هم دمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs را توصیف کند. براساس نتایج حاصله، نمونه های PP/G-0. 1 و PP/G-1 به ترتیب کمترین و بیشترین کارآیی هسته زایی را در همه سرعت-های سرمایش نشان می دهند. علاوه بر این، با افزودن GnPs به ماتریس PP انرژی فعال سازی تبلور کاهش یافته است که نمایانگر قابلیت تبلور بالاتر سیستم پلیمری PP/GnPs می باشد. نتایج حاصله نشان می دهد که اگرچه نانو صفحات دو بعدی GnPs هسته زایی ناهمگن را تسهیل می کنند ولی حضور نانو صفحات با اندازه بزرگ به عنوان موانع فیزیکی عمل کرده و از فرآیند رشد بلور ممانعت می کند و بنابراین سرعت تبلور الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs کاهش می یابد.

رفتار سیلان فولاد به تحولات ریزساختاری در آن حین تغییر شکل داغ که به طور پیوسته تغییر می کند، بستگی زیادی دارد. در حین تغییر شکل داغ، دو پدیده مهم متالورژیکی، بازیابی و تبلور مجدد، در کنار متغیرهای ترکیب شیمیایی و عوامل ترمومکانیکی شامل کرنش، نرخ کرنش و دما، تنش سیلان فولاد را تحت تاثیر خود قرار می دهند. افزون بر این، ریزساختار و خواص نهایی فولاد به میزان زیادی به وقوع این دو پدیده متالورژیکی وابسته اند. هدف از انجام این تحقیق، بررسی رفتار نرم شدن یک فولاد ریزآلیاژی Nb-V-Ti و رفتار سیلان داغ آن در آزمون فشار داغ می باشد. برای این منظور، تاثیر متغیرهای فرایند بر تنش سیلان و وقوع تبلور مجدد دینامیکی در آزمون فشار داغ مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت و مدل های موجود برای بیان تنش سیلان داغ ارائه شدند.

آلیاژ نانوکریستالین Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 با نام تجاری FINEMET، با اعمال عملیات حرارتی بر روی ماده آمورف اولیه تولید می شود. تعیین مشخصه های سینتیکی تحول ساختار آمورف به نانوکریستالین، امکان کنترل ریزساختار را از نظر اندازه و کسر حجمی فاز نانوکریستالین و لذا دستیابی به خواص مغناطیسی مطلوب را از طریق انتخاب شرایط بهینه عملیات حرارتی میسر می سازد. در این پژوهش سینتیک نانوکریستالیزاسیون آلیاژ آمورف FINEMET به کمک دستگاه آنالیز حرارتی تفاضلی (DTA) در شرایط غیرهمدما و با استفاده از روش های هم تبدیلی و ایزوسینتیک در نرخ های گرمایش 5، 10، 15 و 20oC/min بررسی شده است. تغییر ریزساختار و خواص مغناطیسی نمونه آمورف در طی فرایند نانوکریستالیزاسیون در دمای 560oC به ترتیب توسط پراش اشعه ایکس (XRD) و منحنی های پسماندنگار مورد بررسی قرار گرفته است.