Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Morteza Shamanian esfahani
علي شفيعي (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Hasani
سعيد حسني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Investigation and assessment of the phase transformations in Fe-Co-V ultrathin foil in order to improve the mechanical and magnetic properties
In this study, occurrence of different phase transformations was investigated in a FeCo-7wt% V alloy upon heating to 1200°C by the dilatometry method at different heating rates (5, 10, and 15 ?C min -1 ). It was found that four phase transformations (including B2 -type atomic ordering in ? phase, first stage of polymorphic transformation (? ? ? r + ?), ordering to disordering, and second stage of polymorphic transformation (? r ? ?) occur in this alloy up to 1200°C. Two isoconversional methods, as Starink and Friedman, were used to determine variation of the activation energy with temperature, E(T) . Moreover, the empirical kinetic triplets ( E , A , and g(?) ) were calculated by the invariant kinetic parameters (IKP) method and fitting model. Also, the influence of annealing treatment on macro and micro-texture of cold-rolled FeCo-7.15V ferromagnetic ultra-thin foils were studied. The present study investigates the microstructure and grain boundaries evolutions during recrystallization of commercial FeCo-~7wt. % V. The resulting microstructures were characterized using electron back scatter diffraction after annealing at different temperatures. At low temperatures (~400 ?C), where only recovery occurs during annealing, the fraction of low angle boundaries was increased. But, at high temperatures (~850 ?C), where recrystallization occurs during annealing, the fraction of high angle boundaries and low-? coincidence site lattice (CSL) boundaries (especially ?3) were increased. Also, the effect of nano/sub-micron crystallization on the magnetic properties of Fe-Co-7.15V alloy was investigated. Hence, cold-rolled Fe-Co-7.15V alloy (with 90% reduction) was annealed in different conditions. The magnetic properties of the annealed samples were measured by vibrating sample magnetometer. It was found that the best magnetic properties of the cold-rolled alloy were obtained after annealing at 550 °C for 2 hr
در اين تحقيق مکانيزم استحاله‌هاي فازي در آلياژ FeCo-7.15%wt V با هدف ارتقاء خواص مغناطيسي و مکانيکي مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا در گام نخست، با استفاده از محاسبات ترموکالک، آزمون‌هاي آناليز حرارتي و مدل‌هاي سينتيکي مطرح، مکانيزم استحاله‌هاي موجود در اين آلياژ مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه، اثر هر استحاله بر خواص مغناطيسي و مکانيکي بررسي شد و در انتها با توجه به نحوه تاثيرگذاري هر استحاله بر خواص اين آلياژ سعي شد تا با کنترل آنها، خواص مغناطيسي و مکانيکي اين آلياژ ارتقاء داده شود. بدين منظور از آزمون مغناطيسي VSM، آزمون‌هاي مکانيکي سختي‌سنجي و کشش، به همراه آزمون‌هاي بافت‌شناسي، روش هاي مختلف جهت ارزيابي ريزساختار نظير OM، FE-SEM، EBSD و TEM و همچنين روش‌هاي ارزيابي فازي مانند XRD و EBSD استفاده شد. نتايج اين پژوهش نشان داد که در حين حرارت‌دهي، استحاله‌هاي منظم شدن، دگرريخت جزيي ( )، نامنظم‌شدن و دگرريخت نهايي ( ) انجام مي‌شود. در اين زمينه مطالعات سينتيکي صورت گرفته با استفاده از روش‌هاي کسر تبديل برابر مانند KAS، FWO، Tang، Staring و Freedman نشان داد که استحاله‌هاي دگرريخت مرحله اول و دوم، به صورت تک مرحله‌اي بوده و انرژي اکيتواسيون آنها به ترتيب برابر با 220 و kJ/mol 500 محاسبه گرديد. مطالعات سينتيکي صورت گرفته با استفاده از روش‌هاي انطباق مدل نشان داد که مکانيزم استحاله‌هاي دگرريخت از نوع نفوذي مي‌باشد. اين در حالي بود که نتايج همين بررسي‌ها در مورد واکنش نامنظم‌شدن نشان داد که اين استحاله در شرايط انجام آزمون‌هاي آناليز حرارتي داراي مکانيزم ثابتي نيست. نتايج روش‌هاي انطباق مدل نيز اين موضوع را تاييد کرد که با تغيير سرعت حرارت‌دهي و همچنين کسر تبديل واکنش، مکانيزم انجام آن تغيير مي‌کند. در بخش ديگري از پژوهش، نتايج بررسي‌هاي بافت‌شناسي نيز حاکي از آن بود که نمونه نورد شده داراي مولفه‌هاي بافت، از رشته‌هاي ? و ? مي‌باشند. با انجام عمليات بازيابي، مولفه‌هاي رشته ? حذف شدند. اين در حالي بود که با وقوع تبلورمجدد، رشته‌هاي ? مجدداً ظاهر شدند و در مقابل از شدت مولفه‌هاي مربوط به رشته‌هاي ? کاسته شد. بررسي‌هاي EBSD بر روي نمونه‌هاي آنيل شده ضمن تاييد نتايج بافت‌شناسي در مقياس ماکرو، نشان داد که با انجام عمليات آنيل در دماهاي بالاتر از °C 500 يک ساختار دوفازي + ? ? بوجود مي‌آيد. آناليز مرزدانه در اين نمونه‌ها نشان داد که با افزايش دماي آنيل مي‌توان شاهد شکل‌گيري مرز‌دانه‌هاي دوقلويي همبسته (?3) بود. در بخش ديگري از پژوهش، نتايج بررسي‌ها نشان داد که حضور فاز ? باقيمانده، استحاله رسوب‌گذاري و منظم‌شدن در کنار تغييرات بافت از مهمترين عوامل موثر بر خواص مغناطيسي اين آلياژ در حين عمليات آنيل بود. به گونه‌اي که انجام عمليات آنيل در دماهاي بالاتر از °C 500، به دليل تشکيل فاز غيرمغناطيسي ? با کاهش مغناطش اشباع در آلياژ همراه است و اين در حالي بود که با افزايش دماي آنيل تا بالاتر از °C 800 به دليل وقوع استحاله رسوب‌گذاري و کاهش ميزان عنصر واناديم محلول در ساختار از پايداري فاز ? کاسته شده و به تبع آن مجدداً مغناطش اشباع در اين آلياژ افزايش مي‌يافت. مغناطش باقيمانده به عنوان يک پارامتر تاثيرگذار ديگر نيز به شدت تحت تاثير مولفه‌هاي بافت بود. به گونه‌اي که در محدوده دمايي ?C650-550، بواسطه تقويت مولفه‌هاي بافت مربوط به جهت [100] (به عنوان جهت سخت مغناطيسي در اين آلياژ)، به شدت بر مقدار اين پارامتر افزوده مي‌شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی