Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Morteza Shamanian esfahani
علی شفیعی (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Hasani
سعید حسنی

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 این تحقیق مکانیزم استحاله‌های فازی در آلیاژ FeCo-7.15%wt V با هدف ارتقاء خواص مغناطیسی و مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا در گام نخست، با استفاده از محاسبات ترموکالک، آزمون‌های آنالیز حرارتی و مدل‌های سینتیکی مطرح، مکانیزم استحاله‌های موجود در این آلیاژ مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه، اثر هر استحاله بر خواص مغناطیسی و مکانیکی بررسی شد و در انتها با توجه به نحوه تاثیرگذاری هر استحاله بر خواص این آلیاژ سعی شد تا با کنترل آنها، خواص مغناطیسی و مکانیکی این آلیاژ ارتقاء داده شود. بدین منظور از آزمون مغناطیسی VSM، آزمون‌های مکانیکی سختی‌سنجی و کشش، به همراه آزمون‌های بافت‌شناسی، روش های مختلف جهت ارزیابی ریزساختار نظیر OM، FE-SEM، EBSD و TEM و همچنین روش‌های ارزیابی فازی مانند XRD و EBSD استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در حین حرارت‌دهی، استحاله‌های منظم شدن، دگرریخت جزیی ( )، نامنظم‌شدن و دگرریخت نهایی ( ) انجام می‌شود. در این زمینه مطالعات سینتیکی صورت گرفته با استفاده از روش‌های کسر تبدیل برابر مانند KAS، FWO، Tang، Staring و Freedman نشان داد که استحاله‌های دگرریخت مرحله اول و دوم، به صورت تک مرحله‌ای بوده و انرژی اکیتواسیون آنها به ترتیب برابر با 220 و kJ/mol 500 محاسبه گردید. مطالعات سینتیکی صورت گرفته با استفاده از روش‌های انطباق مدل نشان داد که مکانیزم استحاله‌های دگرریخت از نوع نفوذی می‌باشد. این در حالی بود که نتایج همین بررسی‌ها در مورد واکنش نامنظم‌شدن نشان داد که این استحاله در شرایط انجام آزمون‌های آنالیز حرارتی دارای مکانیزم ثابتی نیست. نتایج روش‌های انطباق مدل نیز این موضوع را تایید کرد که با تغییر سرعت حرارت‌دهی و همچنین کسر تبدیل واکنش، مکانیزم انجام آن تغییر می‌کند. در بخش دیگری از پژوهش، نتایج بررسی‌های بافت‌شناسی نیز حاکی از آن بود که نمونه نورد شده دارای مولفه‌های بافت، از رشته‌های ? و ? می‌باشند. با انجام عملیات بازیابی، مولفه‌های رشته ? حذف شدند. این در حالی بود که با وقوع تبلورمجدد، رشته‌های ? مجدداً ظاهر شدند و در مقابل از شدت مولفه‌های مربوط به رشته‌های ? کاسته شد. بررسی‌های EBSD بر روی نمونه‌های آنیل شده ضمن تایید نتایج بافت‌شناسی در مقیاس ماکرو، نشان داد که با انجام عملیات آنیل در دماهای بالاتر از °C 500 یک ساختار دوفازی + ? ? بوجود می‌آید. آنالیز مرزدانه در این نمونه‌ها نشان داد که با افزایش دمای آنیل می‌توان شاهد شکل‌گیری مرز‌دانه‌های دوقلویی همبسته (?3) بود. در بخش دیگری از پژوهش، نتایج بررسی‌ها نشان داد که حضور فاز ? باقیمانده، استحاله رسوب‌گذاری و منظم‌شدن در کنار تغییرات بافت از مهمترین عوامل موثر بر خواص مغناطیسی این آلیاژ در حین عملیات آنیل بود. به گونه‌ای که انجام عملیات آنیل در دماهای بالاتر از °C 500، به دلیل تشکیل فاز غیرمغناطیسی ? با کاهش مغناطش اشباع در آلیاژ همراه است و این در حالی بود که با افزایش دمای آنیل تا بالاتر از °C 800 به دلیل وقوع استحاله رسوب‌گذاری و کاهش میزان عنصر وانادیم محلول در ساختار از پایداری فاز ? کاسته شده و به تبع آن مجدداً مغناطش اشباع در این آلیاژ افزایش می‌یافت. مغناطش باقیمانده به عنوان یک پارامتر تاثیرگذار دیگر نیز به شدت تحت تاثیر مولفه‌های بافت بود. به گونه‌ای که در محدوده دمایی ?C650-550، بواسطه تقویت مولفه‌های بافت مربوط به جهت [100] (به عنوان جهت سخت مغناطیسی در این آلیاژ)، به شدت بر مقدار این پارامتر افزوده می‌شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی