Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Mahmood Monir-vaghefi
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) سیدمحمود منیرواقفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Mostaan
حسین مستعان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389
bstract In this research, microstructural evolutions and grain boundary character distribution during high energy beam welding processes of ultra-thin FeCo-V foils were studied. Also, mechanical and magnetic properties evolutions during high energy beam welding were studied using tensile test and vibrating sample magnetometry (VSM), respectively. It was found that the fractions of low angle boundaries increase in the fusion zones of both electron and laser beam welded foils. The results showed that the fractions of low ? CSL boundaries (especially twin boundary, ?3) in the fusion zones of the welded foils are higher than those of base metal. Since the strain rates produced during high energy beam welding is very high (duo to the extremely high cooling rate), grain deformation by slip mechanism is limited, and therefore deformation by grain twinning is dominant. VSM analysis showed that the welded foils experience a significant decrease in their magnetic properties; i. e. remanence, coercive force and energy product. The results demonstrated that all of the welded specimens fractured in the fusion zones. Keywords: FeCo-V alloys; Ultra-thin magnetic foils; micro-welding; Mechanical properties; Magnetic properties
آلیاژهای FeCo-V علاوه بر داشتن مغناطش اشباع بسیار بالا، دارای خواص جذابی چون دمای کوری بالا، نفوذپذیری مغناطیسی خوب، چگالی شار مغناطیسی بسیار عالی و به ویژه انعطاف پذیری بسیار عالی می باشند. این آلیاژها در اثر عملیات حرارتی و تحمیل چرخه های گرم و سرد شدن مختلف، دستخوش استحاله های گوناگون از قبیل استحاله های آلوتروپیک، منظم شدن و رسوب گذاری ذرات فاز دوم می شوند که هر یک از این استحاله ها خواص مکانیکی و فیزیکی آلیاژ را با تغییرات زیادی روبرو می کند،که بعضا نامطلوب و ناخواسته هستند. با توجه به استحاله های متعددی که در آلیاژهای مذکور رخ می دهد، و همچنین لزوم استفاده از آن ها به صورت ورق های فوق نازک با هدف به حداقل رساندن اتلافات ناشی از جریان های گردابی، جوشکاری آن ها با چالش های گسترده ای از قبیل تغییرات نامطلوب خواص مکانیکی و فیزیکی و ترک خوردن انجمادی روبرو می باشد. مطالعات نشان می دهد که اتصال این آلیاژ توسط فرایندهای پیشرفته جوشکاری نظیر جوشکاری توسط پرتوهای پرانرژی، می تواند تغییرات مضر و ناخواسته خواص را به حداقل برساند. در این پژوهش، اثر فرایندهای جوشکاری توسط پرتوهای پرانرژی بر تغییرات ریزساختاری، مشخصه های مرزدانه، خواص مغناطیسی و مکانیکی در مناطق مختلف اتصال با هدف ارتقای کیفیت اتصال و بهینه سازی خواص مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، فویل هایی با ضخامت 50 میکرومتر توسط دستگاه جوشکاری لیزر ضربانی Nd:YAG و دستگاه جوشکاری پرتو الکترونی به یکدیگر جوش داده شدند. به منظور مطالعه تحولات ریزساختاری، بازرسی سطوح مهره جوش و همچنین شکست نگاری مقاطع شکست اتصالات از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به تفنگ نشر میدانی (FESEM) استفاده شد. به علاوه، در این پژوهش از آنالیز تفرق الکترون های برگشتی (EBSD) به منظور انجام مطالعات فازی، ویژگی های مرزدانه و تحلیل تنش در مناطق محتلف اتصال بهره گرفته شد. جهت تعیین مؤلفه های بافت و بررسی استحاله های فازی با هدف تفسیر برخی از تحولات مربوط به خواص مغناطیسی و مکانیکی و همچنین ارزیابی خواص مغناطیسی نواحی مختلف اتصال به ترتیب از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD) و مغناطومتری نمونه ارتعاشی (VSM) استفاده شد. آزمون کشش نیز جهت ارزیابی استحکام شکست فویل های جوشکاری شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آنالیز EBSD نشان می دهد که کسر مرزدانه های ویژه در فلز پایه در حدود 94/3% بوده که این مقدار در مرکز فلز جوش نمونه های جوشکاری شده توسط پرتو لیزر و پرتو الکترونی به ترتیب به حدود 25/14% و 49/11% افزایش می یابد. دلایل مختلفی برای افزایش کسر مرزدانه های ویژه پیشنهاد می شود که تغییر شکل سریع در اثر ایجاد تنش های پسماند از مهم ترین آن ها می باشد. نتایج آنالیز VSM حاکی از تضعیف برخی خواص مغناطیسی نمونه های جوش داده شده توسط هر دو روش از جمله مغناطش القایی باقیمانده و نیروی پسماندزدای مغناطیسی می باشد. مطالعات بافت شناسی و مشاهدات ریزساختاری نشان داد که قرارگیری دانه های فلز جوش در جهات آسان مغناطیسی و تشکیل دانه های درشت تر در این منطقه دلایل اصلی کاهش این دو فاکتور مهم مغناطیسی می باشند. از سوی دیگر، نتایج آنالیز VSM نشان داد که مغناطش اشباع القایی فویل های جوشکاری شده توسط هر دو روش نسبت به فلز پایه با افزایش روبروست. مطالعات انجام شده بیان گر آن است که علت این امر، حذف فاز غیرمغناطیسی ? از فلز جوش و تبدیل آن به فاز مغناطیسی ? در اثرسرعت سرد شدن زیاد و تنش های پسماند حاصل از جوشکاری می باشد. نمونه های آزمون کشش تهیه شده از فویل های جوش داده شده همگی از منطقه جوش دچار شکست شده که این موضوع به دلیل تشکیل فاز نامنظم در ناحیه جوش به علت سینتیک کند استحاله منظم شدن در آلیاژ FeCo حاوی وانادیوم می باشد. شکست نگاری نمونه ها نشان می دهد که سطوح شکست دارای هر دو علائم شکست ترد (شکست تورقی) و نرم (دیمپل ها) می باشد. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی یک توزیع دوگانه از اندازه دانه در راستای ضخامت مقطع جوش را تأیید می کند که این توزیع دوگانه می تواند منجر به مکانیزم های شکست متفاوت در مناطق مختلف فلز جوش شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی