Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad
محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Pirmoradian
حسين پيرمراديان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

evaluation of microstructure and mechanical properties of FeCrCoNiCu high entropy alloy Fabricated by mechanical alloying and vacuum arc melting
High Entropy Alloys (HEAs) as solid soluble alloys contain at least 5 main elements with an equal or nearly equal atomic ratio, which typically comprise elements are between 5 and 35% at in these alloys. Mainly, the type of microstructure and properties of the high entropy alloys depend on the type and amount of the forming elements, so that in these alloys a solid solution of FCC, BCC, or a combination of these two solutions can be obtained in order to achieve better strength and uniformity acquired. In this study, FeCrCoNiCu high entropy alloy powder was produced using mechanical alloying (MA) and different milling times (10, 20, 30, 40 and 50 hours). X-ray diffraction (XRD) results at this stage indicate that FCC and BCC phases are formed after 30 hours of milling. In order to determine the atomic percent of the elements and the chemical composition, X-ray diffraction analysis (EDS) and scanning electron microscopy (SEM) were used to study the microstructure and morphology of the FeCrCoNiCu alloy system. In order to investigate the thermal behavior, a differential thermal test (DSC) with a constant thermal temperature of 10 ? /min was made from the alloyed powder. In order to investigate the mechanical behavior of the FeCrCoNiCu alloy system, the alloy powder was compressed using spark plasma sputtering () and vacuum arc remelting (VAR), and their microstructure and mechanical properties were compared. The mechanical properties of the FeCrCoNiCu alloy system, produced by MA and VAR methods, were evaluated by hardness, microhardness and shear punching tests. The results show that the microhardness and hardness of the alloy produced by the MA method are more than the alloy produced by the VAR method. In contrast to the results of the shear punch test, the yield strength and tensile strength of the alloy were significantly higher in the VAR than the MA alloy. Also, scanning electron microscopy images show that the alloy produced by the MA method has two phases of FCC (main phase and Cu-rich phase) and the alloy manufactured by the VAR method with three phase FCC (main phase, Cu-rich phase and Cr-rich phase). Keywords : high entropy alloys, mechanical alloying, vacuum arc melting, mechanical properties, microstructure
چکيده آلياژهاي آنتروپي بالا (HEAs) به‌عنوان آلياژهاي محلول جامد شامل حداقل 5 عنصر اصلي با نسبت اتمي مساوي و يا تقريباً مساوي هستند که معمولاً در اين آلياژها عناصر تشکيل دهنده بين 5 تا 35 درصد اتمي آلياژ را به خود اختصاص مي دهند. عمدتاً نوع ريزساختار و خواص آلياژهاي آنتروپي بالا به نوع و ميزان عناصر تشکيل دهنده بستگي دارد، به‌طوري که در اين آلياژها مي توان به محلول جامد FCC، BCC و يا ترکيبي از اين دو محلول را به‌منظور دستيابي به استحکام و شکل پذيري بهتر دست ‌يافت. در اين پژوهش پودر آلياژ آنتروپي بالا FeCrCoNiCu با استفاده از روش آلياژسازي مکانيکي (MA) و در زمان هاي مختلف آسياکاري (10، 20، 30، 40 و 50 ساعت) توليد شد. نتايج آزمون پراش پرتو ايکس (XRD) در اين مرحله نشان مي دهد که فازهاي FCC و BCC بعد از 30 ساعت آسياب کاري تشکيل شده است. براي بررسي ميزان درصد اتمي عناصر تشکيل دهنده و ترکيب شيميايي و براي بررسي ريزساختار و مورفولوژي سيستم آلياژي FeCrCoNiCu به ترتيب از آزمون آناليز تفکيک انرژي پرتو ايکس (EDS) و ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) استفاده شد. به‌منظور بررسي رفتار حرارتي، آزمون حرارتي افتراقي (DSC) با نرخ حرارتي ثابت 10 از پودر آلياژي توليد شده به عمل آمد. براي بررسي رفتار مکانيکي سيستم آلياژ FeCrCoNiCu، پودر آلياژ با استفاده از دو روش تف جوشي پلاسما جرقه اي () و روش ذوب قوسي تحت خلاء (VAR) متراکم شد و ريزساختار و خواص مکانيکي آن‌ها با يکديگر مقايسه شد. خواص مکانيکي سيستم آلياژي FeCrCoNiCu که به دو روش MA و VAR توليد شده اند، توسط آزمون هاي سختي سنجي، ريزسختي سنجي و سنبه برشي ارزيابي شد و با يکديگر مقايسه شدند. نتايج نشان مي دهد که ريزسختي و سختي آلياژ توليدي به روش MA بيشتر از آلياژ توليدي به روش VAR مي باشد. در مقابل نتايج آزمون سنبه برشي، نشان‌دهنده‌ي استحکام تسليم و استحکام کششي بيشتر آلياژ توليدي به روش VAR نسبت به آلياژ اوليدي به روش MA است. همچنين تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشان مي دهد که آلياژ توليدي به روش MA داراي دو فاز FCC ( فاز اصلي و فاز غني از مس) و آلياژ توليدي به روش VAR داراي سه فاز FCC (فاز اصلي، فاز غني از مس و فاز غني از کروم) هستند. کلمات کليدي: آلياژ آنتروپي بالا، آلياژسازي مکانيکي، ذوب قوسي تحت خلاء، خواص مکانيکي، ريزساختار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی