السلوك الحراري الميكانيكي للتيتانيوم المشوه بشدة
| العنوان | السلوك الحراري الميكانيكي للتيتانيوم المشوه بشدة |
|---|---|
| المؤلف | سجاد فر، سعيد وحيد |
| تاريخ النشر: | 2017-06 |
| النوع | وثيقة |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| رقم السجل | a34091b5-58cf-4c2b-8ebf-1e83cefacf92 |
| موقع المكتبة | قسم الهندسة الميكانيكية |
| التاريخ | 2017-06 |
| نص عينة | لقد اجتذبت المعالجة الميكانيكية الحرارية للمواد المعدنية اهتمامًا ملحوظًا نظرًا لحقيقة أنه يمكن استخدام طرق المعالجة هذه لتحسين الخواص الميكانيكية. في هذا البحث، تم تصنيع التيتانيوم التجاري النقي ذو الحبيبات متناهية الصغر باستخدام البثق الزاوي بقناة متساوية كتقنية تشوه بلاستيكية شديدة. تم إجراء اختبارات الضغط على التيتانيوم المشوه بشدة عند درجات حرارة مختلفة تتراوح بين 600-900 درجة مئوية وبمعدلات إجهاد تتراوح بين 0.001-0.1/ثانية. وقد لوحظ أن التشوه البلاستيكي الشديد عبر البثق الزاوي بقناة متساوية يمكن أن يعزز بشكل كبير قوة تدفق التيتانيوم من الدرجة الثانية المشوه عند 600 و700 درجة مئوية. أظهرت الهياكل المجهرية بعد الضغط أنه يمكن الاحتفاظ ببنية دقيقة الحبيبات عند درجة حرارة تشوه تبلغ 600 درجة مئوية. تبين أن حساسية معدل الضغط أثناء الضغط الساخن لـ Ti المشوه بشدة تعتمد بشدة على درجة الحرارة، حيث تزداد حساسية معدل الضغط مع زيادة درجة حرارة التشوه. تم تحليل قابلية التشغيل بدرجة حرارة عالية للتيتانيوم من الدرجة الثانية المشوه بشدة بناءً على معلمة توطين التدفق. وفقًا لقيم معلمات توطين التدفق، يكون التشوه عند 700 درجة مئوية أو أقل عرضة لتوطين التدفق. تم تصميم استجابة التدفق للبنية المجهرية متناهية الصغر باستخدام نوع Arrhenius وكثافة الخلع ونماذج جونسون-كوك المعدلة. تم إثبات صحة النماذج باتفاق معقول مقارنة باستجابات الإجهاد والانفعال التجريبية. من أجل دراسة تأثير مستوى النقاء على الخصائص الساخنة وآليات التليين الديناميكية للتيتانيوم المشوه بشدة، تم إجراء اختبارات الضغط أيضًا على التيتانيوم شديد التشوه من الدرجة 4 عند درجات حرارة ومعدلات إجهاد مماثلة. وقد لوحظ أن تأثير معدل التشوه ودرجة الحرارة له تأثير معنوي على منحنيات إجهاد الجريان التي تم الحصول عليها لكلا الصفين. تُعزى قوة الضغط الأعلى التي أظهرها التيتانيوم من الدرجة 2 عند درجات حرارة تشوه منخفضة نسبيًا إلى خصائص حدود الحبوب فيما يتعلق بدرجة حرارة المعالجة المنخفضة. ومع ذلك، أظهر التيتانيوم المشوه بشدة من الدرجة 4 قوة ضغط أعلى عند درجات حرارة تشوه أعلى نسبيًا (أعلى من 800 درجة مئوية) بسبب نمو الحبوب المكبوت عن طريق فصل الأكسجين مما يحد من حركة حدود الحبوب. تم إنشاء المعادلات التأسيسية لنمذجة سلوك التدفق، وتم إثبات صحة التنبؤات بتوافق جيد مصحوباً بمتوسط مستويات خطأ أقل من 5% لجميع ظروف التشوه. كان التيتانيوم المشوه بشدة من الدرجة 4 أقل استقرارًا عند نطاق درجة حرارة 600-800 درجة مئوية. لذلك، تمت دراسة سلوك التشوه الدافئ وتطور البنية المجهرية للتيتانيوم من الدرجة 4 المشوه بشدة عند درجات حرارة تتراوح بين 300-600 درجة مئوية وبمعدلات إجهاد تتراوح بين 0.001-0.1/ثانية من أجل الكشف عن آليات التليين ذات الصلة مثل الاسترداد الديناميكي وإعادة البلورة الديناميكية. تشير النتائج إلى أن التشوه اللدن الشديد قادر على زيادة قوة الدرجة الرابعة حتى 500 درجة مئوية. وفوق درجة الحرارة هذه، شوهدت البنية المجهرية المشوهة بشدة تثبت التعافي الكامل. تبين أن حساسية معدل الانفعال ضمن التوتر الدافئ للتيتانيوم المشوه بشدة تعتمد بشدة على درجة الحرارة، حيث تزداد حساسية معدل الانفعال مع زيادة درجة حرارة التشوه. مع ارتفاع درجة الحرارة، يحدث التحام الفراغي ونمو الدمامل والذي يعزى إلى ارتفاع معدل انتشار ونمو الحبيبات المعاد بلورتها عند درجات حرارة التشوه الأعلى. إن دراسة السلوك الرتيب للتيتانيوم المشوه بشدة ليس الهدف الوحيد لهذا العمل البحثي. جانب آخر مهم هو سلوك التعب. لذلك، تم التحقق من استجابة التشوه الدوري للتيتانيوم من الدرجة 4 ذو الحبيبات الخشنة ومتناهية الصغر من خلال تجارب إجهاد الدورة المنخفضة عند درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 600 درجة مئوية وبسعة إجهاد تبلغ 0.2-0.6%. وقد وجد أن الاستقرار الدوري يعتمد بقوة على حجم الحبوب ونسبة حجم حدود الحبوب ذات الزاوية العالية. أظهر التيتانيوم المشوه بشدة تحسنًا في أداء التعب عند أو أقل من 400 درجة مئوية. شوهدت نتائج البنية المجهرية المدعومة بحيود التشتت الخلفي للإلكترون في اتفاق معقول مع النتائج الميكانيكية الدورية، حيث كشفت الصور المجهرية عن حدوث إعادة التبلور ونمو الحبوب عند 600 درجة مئوية. وتمت أيضًا مقارنة الخصائص الدورية لطريقين للمعالجة، تم تعريفهما على أنهما الطريق 8E و8Bc. وبناء على ذلك، فإن استجابة التشوه الدوري للتيتانيوم المشوه بشدة لم تكن حساسة لتغيير المسارات في نطاق درجات الحرارة وسعة الانفعال التي تم فحصها. وأخيرًا وليس آخرًا، تم أيضًا استكشاف تأثير التشوه البلاستيكي الشديد على خصائص الشد والتخميد للتيتانيوم درجة 4 لإكمال هذه الدراسة بشكل أكثر فعالية. يؤدي تحسين الحبوب عن طريق التشوه البلاستيكي الشديد إلى تعزيز القوة في درجة حرارة الغرفة بينما يتضاءل هذا التأثير عند درجة حرارة عالية تبلغ 600 درجة مئوية. أظهر التيتانيوم ذو الحبيبات متناهية الصغر تحسنًا في قدرة التخميد مقارنة بنظيره ذو الحبيبات الخشنة. تم ترشيد قدرة التخميد العالية للأول من خلال مساهمات زيادة كثافة الخلع وكسر حدود الحبوب ذات الزاوية العالية. كملخص لهذا البحث، تم دراسة السلوك الحراري الميكانيكي للتيتانيوم المشوه بشدة بالتفصيل من خلال إظهار الثبات الحراري تحت التحميل الرتيب والدوري. لقد وجد أن التيتانيوم المشوه بشدة من الدرجة 2 والدرجة 4 مستقر بشكل رتيب حتى درجة الحرارة المتماثلة البالغة 0.45 و0.40 على التوالي. أظهر التيتانيوم المشوه بشدة من الدرجة 4 أيضًا ثباتًا دوريًا يصل إلى درجة حرارة متجانسة تبلغ 0.35. تشكل هذه النتائج الأساس لاستخدام التيتانيوم ذو الحبيبات متناهية الصغر في تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة. نتيجة لذلك، يتم استخدام تقنية التشوه البلاستيكي في عملية تمدد قناة فائقة من الفولاذ المقاوم للصدأ وطبقة من التيتانيوم. يتم تسخين البلاستيك بدرجة حرارة 600-900 درجة مئوية و0,001 إلى 0,1/ثانية من خلال اختبار basma testleri gerçekleştirilmiştir. EKAE yoluyla APD'nin 600 و 700°C'de تشوه olmuş 2. derece saflıkta Titaniumun akma dayanımını belirgin şekilde artırabildiği gözlenmiştir. Basma sonrası oluşan mikroyapılar, 600°C'lik تشوه sıcaklığında ince taneli bir yapının muhafaza edilebileceğini göstermiştir. Aşırı تشويه أولموش تيتانيومون sıcak basma işlemi sırasında gerinme hızı duyarlılığı تشوه sıcaklığı artışıyla birlikte yükselmekte olup، bu durum sıcaklık bağının önemli olduğunu göstermektedir. Aşırı تشوه olmuş 2. derece saflıktaki titanyumun yüksek sıcaklıktaki işlenebilirliği akma lokalizasyon parametresine dayalı olarak analiz edilmiştir. Akma localizasyon parametre değerlerine göre 700°C ve altındaki sıcaklıklarda تشوه موضعي olma eğiliminatingir. تم تصميم ميكرويابين فائق الجودة من نوع Arrhenius، وتم فصله عن العمل وتعديل نماذج جونسون-كوك التي تم تصميمها. تم تصميم نماذج التصميم من قبل شركة Deneysel Gerilme-Gerinme Tepkileri أو karşılaştırılıp gösterilmiştir. يتم إزالة تشوه التيتانيوم باستخدام saflık sıcak karakteristikleri وديناميكية ميكانيكية yumuşama üzerindeki etkisini incelemek için، asırı تشوه البلاستيك سونراسي basma testleri 4. Derece saflıkta titanium üzerinde yapılmıştır. Sıcaklık ve تشوه hızının لها iki saflığın alma eğrisini önemli şekilde etkilediği görülmüştür. Nispeten daha düşük تشوه sıcaklıklarında ikinci saflıkta titanium numunelerin sahip olduğu yüksek basma dayanımı، düşük işlem sıcaklıklarına bağlı tane sınır ozellikleri ile ilişkilendirilmiştir. Bununla birlikte, aşırı تشوه أولموس دوردونكو كاليت تيتانيومون تشوه sıcaklıklarında (800 درجة مئوية) yüksek basma dayanımı göstermesi، oksijen ayrımı sebebiyle tane sınırı hareketini sınırlaması sonucu bastırılmış tane büyümesinden kaynaklanır. Akma davranışının modellenmesi isin bünye denklemleri oluşturulmuştur. Ayrıca tahminlerin geçerliliği ortalama hasa düzeyleri %5'in altında çıkmasıyla gösterilmiştir. 4. Derece saflıkta Titanium numunelerin kararlılıkları 600-900°C sıcaklık aralığında daha azdır. بعد ذلك، يتم إزالة تشوه البلاستيك باستخدام سونراسي çekme gerilmesine maruz bırakılan 4. تشوه كاليت تيتانيومون ılık davranışı وmicroyapı gelişimi dinamik toparlanma ve dinamik yeniden crystalleştirmeyi gözlemlemek في 300-600 درجة مئوية sıcaklıklarda ve 0.001-0.1 /s Gerinme hızlarında çalışılmıştır. يتم إزالة التشوه البلاستيكي بدرجة 500 درجة مئوية من Sonuçlar بعد أن يصبح تيتانيومون Dayanımını arttırdığı yönündedir. Bu sıcaklık değerinin üzerinde aşırı تشوه olmuş mikroyapının kapsamlı şekilde toparlandığı gözlenmiştir. Aşırı تشويه أولموش تيتانيومون ılık gerilme sırasındaki gerinme hızı duyarlılığının، تشوه sıcaklığındaki artışla birlikte arttığı görülerek sıcaklıkla güçlü bir ilişkisi olduğu belirlenmiştir. Sıcaklığın yükselmesiyle, تشوه yüksek sıcaklıklarındaki daha yüksek difüzyon hızına ve yeniden crystalleşmiş tanelerin büyümesine dayandırılan boşluk birleşmesi ve çukurların büyümesi gerçekleşir. Aşırı تشوه أولان تيتانيومون تيك يونلو yükleme davranışı bu çalışmanın tek amacı değildir. Bu nedenle, iri and ufak taneli 4. يمكن أن يتم تسخين تشوه التيتانيوم بدرجة حرارة 600 درجة مئوية بنسبة 600 درجة مئوية بنسبة 0.2-0.6%، ويتم اختباره بالكامل بواسطة اختبار الاحتراق. Bu incelemenin sonucunda döngüsel kararlılığın tane boyutuna ve yüksek açılı tane sınırının hacimsel oranına bağlı olduğu bulunmuştur. Aşırı تشوه أداء التيتانيوم الخاص بك، 400 درجة مئوية، وتظل ثابتة بعد ذلك. 600°C'de yeniden crystalleşme ve tane gelişiminin varlığının ortaya çıktığı electron geri saçınımı kırınımı destekli mikroyapı bulguları döngüsel ve mekanik sonuçlarla uyum göstermektedir. 8E ve 8Bc olarak tanımlanan iki eş kanallı açısal exstrüzyon rotasının döngüsel karakterleri karşılaştırılmıştır. من المؤكد أن هذا قد يؤدي إلى تشوه تيتانيوم tekrarlı تشوه tepkisi sıcaklık ve gerinme genlik aralığı için exstrüzyon rotalarına duyarlı değildir. نظرًا لأن هذا هو السبب في حدوث تشوه بلاستيكي كبير جدًا، فإن هذا قد يؤدي إلى تشوه البلاستيك. بعد تشوه البلاستيك، يتم إزالة التشوهات البلاستيكية من جديد، ويتم تسخينها عند درجة حرارة 600 درجة مئوية. الترا-ince تيتانيلي تيتانيومون sönümleme kapasitesinde iri taneli muadiline göre iyileşme görülmüştür. Yüksek sönümleme kapasitesi, artan dislokasyon yoğunluğunun and büyük açılı tane sınırı oranının sönümleme katkısıyla açıklanabilir. Bu araştırmanın en önemli bulgusu, رتيب وdöngüsel yük altında termal kararlılığının elde edilmesidir. بعد أن يتم تسخينها، يتم تشويه مادة التيتانيوم الحرارية بشكل ميكانيكي، مما يؤدي إلى تفاقم المشكلة بشكل كامل. Aşırı deformasyona uğramış 2.ve 4. Saflık derecesindeki titanyumun tek yönlü yük altında sırasıyla 0.45 ve 0.40 benzeşik sıcaklığa kadar kararlı olduğu gözlenmiştir. سونراسي تشوه Aşırı 4. Saflık derecesinde Titanium aynı zamanda 0.35 benzeşik sıcaklığa kadar döngüsel kararlılık göstermiştir. Bu bulgular, Ultra-ince taneli Titaniumun yüksek sıcaklıktaki uygulamalarda kullanımı için temel oluşturmaktadır. |
