Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Mahmood Monir-vaghefi
مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما) سيدمحمود منيرواقفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Mostaan
حسين 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
چکيده آلياژهاي FeCo-V علاوه بر داشتن مغناطش اشباع بسيار بالا، داراي خواص جذابي چون دماي کوري بالا، نفوذپذيري مغناطيسي خوب، چگالي شار مغناطيسي بسيار عالي و به ويژه انعطاف پذيري بسيار عالي مي باشند. اين آلياژها در اثر عمليات حرارتي و تحميل چرخه هاي گرم و سرد شدن مختلف، دستخوش استحاله هاي گوناگون از قبيل استحاله هاي آلوتروپيک، منظم شدن و رسوب گذاري ذرات فاز دوم مي شوند که هر يک از اين استحاله ها خواص مکانيکي و فيزيکي آلياژ را با تغييرات زيادي روبرو مي کند،که بعضا نامطلوب و ناخواسته هستند. با توجه به استحاله هاي متعددي که در آلياژهاي مذکور رخ مي دهد، و همچنين لزوم استفاده از آن ها به صورت ورق هاي فوق نازک با هدف به حداقل رساندن اتلافات ناشي از جريان هاي گردابي، جوشکاري آن ها با چالش هاي گسترده اي از قبيل تغييرات نامطلوب خواص مکانيکي و فيزيکي و ترک خوردن انجمادي روبرو مي باشد. مطالعات نشان مي دهد که اتصال اين آلياژ توسط فرايندهاي پيشرفته جوشکاري نظير جوشکاري توسط پرتوهاي پرانرژي، مي تواند تغييرات مضر و ناخواسته خواص را به حداقل برساند. در اين پژوهش، اثر فرايندهاي جوشکاري توسط پرتوهاي پرانرژي بر تغييرات ريزساختاري، مشخصه هاي مرزدانه، خواص مغناطيسي و مکانيکي در مناطق مختلف اتصال با هدف ارتقاي کيفيت اتصال و بهينه سازي خواص مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور، فويل هايي با ضخامت 50 ميکرومتر توسط دستگاه جوشکاري ليزر ضرباني Nd:YAG و دستگاه جوشکاري پرتو الکتروني به يکديگر جوش داده شدند. به منظور مطالعه تحولات ريزساختاري، بازرسي سطوح مهره جوش و همچنين شکست نگاري مقاطع شکست اتصالات از ميکروسکوپ الکتروني روبشي مجهز به تفنگ نشر ميداني (FESEM) استفاده شد. به علاوه، در اين پژوهش از آناليز تفرق الکترون هاي برگشتي (EBSD) به منظور انجام مطالعات فازي، ويژگي هاي مرزدانه و تحليل تنش در مناطق محتلف اتصال بهره گرفته شد. جهت تعيين مؤلفه هاي بافت و بررسي استحاله هاي فازي با هدف تفسير برخي از تحولات مربوط به خواص مغناطيسي و مکانيکي و همچنين ارزيابي خواص مغناطيسي نواحي مختلف اتصال به ترتيب از آناليزهاي پراش پرتو ايکس (XRD) و مغناطومتري نمونه ارتعاشي (VSM) استفاده شد. آزمون کشش نيز جهت ارزيابي استحکام شکست فويل هاي جوشکاري شده مورد استفاده قرار گرفت. نتايج آناليز EBSD نشان مي دهد که کسر مرزدانه هاي ويژه در فلز پايه در حدود 94/3% بوده که اين مقدار در مرکز فلز جوش نمونه هاي جوشکاري شده توسط پرتو ليزر و پرتو الکتروني به ترتيب به حدود 25/14% و 49/11% افزايش مي يابد. دلايل مختلفي براي افزايش کسر مرزدانه هاي ويژه پيشنهاد مي شود که تغيير شکل سريع در اثر ايجاد تنش هاي پسماند از مهم ترين آن ها مي باشد. نتايج آناليز VSM حاکي از تضعيف برخي خواص مغناطيسي نمونه هاي جوش داده شده توسط هر دو روش از جمله مغناطش القايي باقيمانده و نيروي پسماندزداي مغناطيسي مي باشد. مطالعات بافت شناسي و مشاهدات ريزساختاري نشان داد که قرارگيري دانه هاي فلز جوش در جهات آسان مغناطيسي و تشکيل دانه هاي درشت تر در اين منطقه دلايل اصلي کاهش اين دو فاکتور مهم مغناطيسي مي باشند. از سوي ديگر، نتايج آناليز VSM نشان داد که مغناطش اشباع القايي فويل هاي جوشکاري شده توسط هر دو روش نسبت به فلز پايه با افزايش روبروست. مطالعات انجام شده بيان گر آن است که علت اين امر، حذف فاز غيرمغناطيسي ? از فلز جوش و تبديل آن به فاز مغناطيسي ? در اثرسرعت سرد شدن زياد و تنش هاي پسماند حاصل از جوشکاري مي باشد. نمونه هاي آزمون کشش تهيه شده از فويل هاي جوش داده شده همگي از منطقه جوش دچار شکست شده که اين موضوع به دليل تشکيل فاز نامنظم در ناحيه جوش به علت سينتيک کند استحاله منظم شدن در آلياژ FeCo حاوي واناديوم مي باشد. شکست نگاري نمونه ها نشان مي دهد که سطوح شکست داراي هر دو علائم شکست ترد (شکست تورقي) و نرم (ديمپل ها) مي باشد. تصاوير حاصل از ميکروسکوپ الکتروني روبشي يک توزيع دوگانه از اندازه دانه در راستاي ضخامت مقطع جوش را تأييد مي کند که اين توزيع دوگانه مي تواند منجر به مکانيزم هاي شکست متفاوت در مناطق مختلف فلز جوش شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی