مقدمه:

در سالهای اخیر، با توجه به ضرورت کاهش مصرف انرژی و کاهش آلودگی هوا رویکرد جهانی بـه سـمتمسئله سبکسازی در صنایع ماشینی گـرایش پیـدا کـرده اسـت. اصـولاً مـسئله سـبکسـازی در صـنایعالکترونیک، ارتباطات و هوافضا، مهندسان را وادار نمود تا به انتخاب خلاقانه مواد دست بزنند. از این حیثفلز منیزیم، به عنوان سبکترین فلز ساختمانی که           دانـسیتۀ آلومینیـوم و دانـسیتۀ آهـن را دارد درکانون توجهات قرار گرفته      است. آلیاژهای منیزیم با ترکیبـی خـوبی از خـواص نظیـر: 1- دانـسیته پـایین   2- استحکام ویژه بالا 3- قابلیت ریختهگری خوب 4- مقاومـت خـوردگی مناسـب و قابلیـت بازیافـتکاندیدای مناسبی برای استفاده در صنایع میباشند، رشد و افزایش در مصرف آلیاژهای منیزیم، با افزایش کاربرد در صنایع اتومبیل همراه بوده است. آلیاژهای متداولی که در صـنایع اتومبیـل اسـتفاده مـیشـوند،آلیاژهایی هستند که استحکام و داکتیلیتی بالایی در دمای اتاق دارند. و کاربردهایی نظیـر پوسـتۀ جعبـهدنده، پدال ترمز، پوسته کلاج          دارنـد. علیـرغم داشـتن خـواص مطلـوب آلیاژهـایی نظیـر91AM60 , AZچالشی که فراروی این آلیاژهاست، کاربرد در قطعاتی است که در دمای بالا کار می      کننـد. ایـن آلیاژهـا بـاوجود اینکه بهترین ترکیب از خواص مکانیکی، مقاومت خوردگی و قابلیت ریختهگـری را دارنـد، ولـی دردماهای بالایC °120 مقاومت خزشی پایینی از خود نشان میدهند. این ضعف بـزرگ اسـتفاده از آنهـا رادر سیستم انتقال قدرت با مشکل مواجه کرده است.استحکام ضعیف خزشی آلیاژهای منیزیم در این اجزاء باعث سست شدن اتصالات پیچی گشته و منجر بـهنشت روغن و یا افزایش صدا و ارتعاش در سیستم انتقـال قـدرت مـی         گـردد. بنـابراین مقاومـت خزشـی وخواص مکانیکی خوب یک الزام برای استفاده از آلیاژهای منیزیم در اجزاء سیستم انتقال نیـرو مـیباشـد،که در حال حاضر این قطعات از آلومینیوم و چدن ساخته میشوند.از سال1930 مشخص شد که عناصر کمیاب خاکی (RE) مقاومـت خزشـی آلیاژهـای منیـزیم را توسـعهمیدهند. استفاده از عناصر کمیاب خـاکی (RE) بخـاطر پایـداری ضـعیف حرارتـی آلیاژهـای منیـزیم دردماهای بالا میباشد. عناصر کمیاب خاکی هم به طریق استحکام دهی محلول جامد و هم رسـوب سـختیبه افزایش استحکام آلیاژهای منیزیم کمک میکنند. با وجود این به علت گران بودن قیمت عناصر کمیاب خاکی (RE) استفاده گسترده از آلیاژهای منیزیم حاوی این عناصر مقرون به صرفه نمیباشد. در ایـن اثـربه بررسی خواص مکانیکی، مقاومت خزشی، قابلیت ریختهگری و مقاومت خـوردگی تعـدادی از آلیاژهـایمنیزیم حاوی عناصر کمیاب خاکی (RE) میپردازیم و نقش این عناصر را در بهود این خواص مورد توجـهقرار میدهیم

فهرست مطالب

چکیده 1

مقدمه                                                                          2

فصل اول: کلیات4 هدف و پیشینه تحقیق                                 5

 

  • فصل دوم: بررسی خواص مکانیکی آلیازها ی منیزیم حاوی RE

 

  • 12 بررسی خواص استحکامی آلیازهای منیزیم حاوی RE

 

  • 12بررسی خواص استحکامی آلیازهای پایه Mg-Al

 

  • 12بررسی خواص استحکامی آلیازهای AZ91-xRE 

 

312بررسیخواص استحکامی آلیازهای   AZCR

 

412بررسی خواص استحکامی آلیاز84ZA حاوی RE

 

512بررسی اثر RE بر روی خواص استحکامی آلیازهای   Mg-Al

 

612بررسی خواص استحکامی آلیازهای   Mg-Ce-Zn-Zr وMg-Nd-Zn-Zr Mg-Y-Nd-Zn-Zr

 

712بررسی خواص کششی آلیاژ84AZ حاوی عناصر کمیاب خاکی(RE) در دمای محیط

 

8-1-2- بررسی خواص کششی آلیاژهای ZA84 – XREدر دمای بالا

9-1-2- بررسی اثر عناصر کمیاب خاکی (RE) بر روی خواص مکانیکی آلیاژهای Mg – Li172- 2بررسی اثر عناصر کمیاب خاکی بر روی سختی آلیازهای منیزیم

 

212 بررسی سختی آلیازهای پایه   Mg-Alحاوی عناصر کمیاب خاکی                     23

 

222   بررسی سختی آلیاز 84ZA حاوی عناصر کمیاب خاکی                                 24

 

32 شکست نگاری آلیازهای منیزیم حاوی REا                 27

 

132 شکست نگاری آلیازهای AZ91-xRE وMg-6Al-xREا                     29

 

232 شکست نگاری آلیاز 84ZA حاوی عناصر کمیاب خاکی     32

 

432 شکست نگاری آلیازهای   Mg-Ce-Zn-Zr وMg-Nd-Zn-ZrاMg-Y-Nd-Zn-Zrا           33

 

فصل سوم: قابلیت ریخته گری آلیازهای منیزم حاوی عناصر کمیاب خاکی     35

 

13تاثیر عناصر کمیاب خاکی بر روی انجاد آلیازهای منیزیم                                         36

 

23سیالیت آلیازهای منیزیم حاویREا                 38

 

123تاثیر ضخامت سطح مقطع بر روی سیالیت آلیازهای منیزیم حاوی REا           39

 

223تاثیردمای ریختن مذاب بر روی سیالیت آلیازهای منیزیم حاوی RE ا           41

 

323تاثیردمای قالب بر روی سیالیت آلیازهای منیزیم حاویREا           43

 

423تاثیر مقادیر عناصر کمیاب خاکی بر روی سیالیت آلیازهای منیزیم حاویREا              44

 

3-3-   تاثیر عناصر کمیاب خاکی بر مقاومت ترک گرم آلیازهای منیزیم                       46

 

133تاثیر عناصر کمیاب خاکی بر مقاومت ترک گرم آلیازهای Mg-Alا             47

 

233تاثیر عناصر کمیاب خاکی برشکست نگاری ترک گرم آلیازهای Mg-Alا                47

 

333مکانیزم تاثیر RE   برروی مقاومت ترک گرم   آلیازهای Mg-Alا                     48

 

فصل چهارم: مقاومت خورد گی آلیازهای منیزیم حاوی عناصر کمیاب خاکی       53

 

  • 4خوردگی عمومی منیزیم                                                               54

 

  • 4مقاومت خوردگی آلیازهای منیزیم حاوی عناصر کمیاب خاکی             55

 

  • 4بررسی اثر عناصر کمیاب خاکی برروی مقاومت خوردگی آلیاز 91AZا               60

 

134مورفولوزی خوردگی   آلیاز 91AZا                    60

 

234پلاریزاسیون الکتروشیمیایی آلیازهای AZRا                           62

 

44بررسی رفتار خوردگی آلیازهای 43WE و Mg-Tb-Ndا                           63

 

54خوردگی تنشی آلیازهای منیزیم حاوی عنا صر کمیاب خاکی                         64

 

154مورفولوزی خوردگی               66

 

254اندیس تمایل به خوردگی تنشی (Iscc)ا                       67

 

فصل پنجمنتیجه گیری و پیشنهادات   71

 

نتیجه گیری           72

پیشنهادات           73

مراجع             74

چکیده انگلیسی          77

فهرست جدول ها

         

جدول1-2- ترکیب شمیایی آلیاژها        19

جدول1-4- داده های الکتروشیمیایی آلیاژهایAZCا              62

جدول24نتایج آزمایش SSRT برای آلیازهای 80AZو 41ZE و22qe و   ev31a   ا              66

جدول3- 4- اندیس های Iscc برای آلیازهای 80QE ZE41 AZا            22

جدول 44– : اندیس های ISCC برای آلیاژهای 80QEZZ،ZE41،AZ و EV31A     ا        32    

  فھرست شکلھا

شکل1- 2 – خـواص کشـشی آلیاژهـا در دمـای محـیطالـف ) AZ91-XRE ب) Mg-6Al 7XRE

  • شکل 2- 2- خواص کششی آلیاژها در دمای C150 الف AZX – XRE
  • شکل3- 2- تغییرات استحکام تـسلیم بـه ازای مقـادیر مختلـفRE در دمـای اتـاق و دمـای˚C140

شکل4- 2-تغییرات استحکام کششی بـه ازای مقـادیر مختلـفRE در دمـای اتـاق و دمـای190°C

          شکل5- 2- تغییرات درصد ازدیاد طول نـسبی بـه ازای مقـادیر مختلـفRE در دمـای اتـاق ودمای C°190

  • شکل 6- 2- خواص استحکامی آلیاژهای AZCR در دمای محیط
  • شکل 7- 2- خواص کششی آلیاژ ریختگی 84ZA و آلیاژهای 84ZA حاوی RE در دمای اتاق
  • شکل8- 2- خواص کششی ریختگی پیر شده84ZA و آلیاژهای84ZA حاوی RE در دمـای14اتاق

شکل9- 2- خواص کششی ریختگی 84ZA و آلیاژهای 84ZA حاوی RE در دمای C°15015

شکل10- 2- خـواص کشـشی پیـر شـده84ZA و آلیاژهـای84ZA حـاویRE در دمـای16C°150

شکل11- 2- تصویر SEM و نتایج EDX آلیاژ ZA84 – 1.5RE برای فاز C17

شـکل12- 2- خـواص مکـانیکی آلیـاژ MY – 4Li – 6Zn – 1.0RE   الـف )اسـتحکام 18ب)ازدیاد طول

شکل 13-2- ری ز س اختارآلیازهای ریختگ ی   ال ف)ری ز س اختار آلی ازMg-ce-Zn-Zr 19ب)ریزساختار آلیازMg-Nd-Zn-Zr ج) ریز ساختار آلیازMg-y-Nd-Zn-Z

شکل 14- 2- استحکام کششی در دمای اتاق

شکل 15- 2- الف) زیرساختار آلیاژ MY – CE – ZN – ZR اکسترود شده ب) اکـسترود وعملیات2T شده (OM) ج) اکسترود و عملیات2T شدهSEM ) د ) پراکنـدگی عنـصر سـریم(Ce)

شکل 16- 2- استحکام کششی در دمای بالا

شکل 17- 2- سختی آلیاژهای Mg – 6Al – xRE

شکل (18- 2): میکرو سختی آلیاژهای پایه Mg – Al

شکل19- 2- سختی (HB) نمونهها به ازای درصد وزنی عناصر کمیاب خاکی (RE)

شکل20- 2- میکرو سختی (HV250gf) فازیوتکتیک به ازای درصـد وزنـی عناصـر کمیـاب         خاکی (RE)

شکل 21- 2- تصویر میکروسکوپ نوری آلیاژ AZ91 + ZRG

شکل 22- 2- میکروسختی آلیاژ پایه 84ZA و آلیاژهای 84ZA حاویRE.

شکل 23- 2- میکروسـختی آلیـاژ پایـه84ZA و آلیاژهـایZA42 – XRE بـه ازای زمـنپیرسختی

شکل 24- 2- تشکیل پله در خلال (a) تورقی شدن ثانویه (b) پاره شدن

شکل 25- 2- طرحواره شکست شبه تورقی

شکل 26- 2 تصاویر SEM الف) آلیـاژ91AZ تـست شـده در دمـای محـیط ب) 91AZRE1 تست شده در دمایمحیط ج) AZ91 – ZRE تست شده در دمـای C°150د) Mg AL6 تست شده در دمای محیطر)Mg – 6AL – 1RE تست شده در دمـا محـیطز) MGAL – 2RE4 تست شده در دمای C°150.

  • شکل28- 2- مورفولوژی شکست مقطع طولی سطح شکت Mg – 6Al

شکل29-2- سطح شکست الف)84ZA در دمای اتـاق ب )ZA84-1.5RE ج)ZA84-1.5REدردمای˚C150

  • شکل30-2- تصاویر SEM سطوح شکست الف)آلیازMg-Ce-Zn-Zr ب )آلیـازMg-Nd-ZnZr ج) آلیازMg-Y-Nd-Zn-Zr د)ریز ساختار سطح شکست Mg-Ce-Zn-Zr ر)ریز سـاختارMg-Nd-Y-Zn-Zrز)ریز ساختارMg-Nd-Zn-Zrسطح شکست

شکل 1- 3- نمودارهای سرد شدن آلیاژهای Mg –9AL – Zn – RE

شکل 2- 3- تأثیر مقادیر RE بر روی دمای اتمام انجماد آلیاژ Mg – 9AL

شکل3- 3- تأثیر مقادیر RE , ZN بر روی دمای اتمام انجماد آلیاژ Mg – 9AL

شکل4- 3- سیالیت آلیاژ AZ91 + 1RE

شکل 5- 3- سیالیت آلیاژ AZ91 + 2RE

شکل 6- 3- سیالیت آلیاژ AZ91 + 3RE

شکل 7- 3- تأثیر دمای ریختن بر روی سیالیت آلیاژ AZ91 + 3RE منیزیم

شکل8- 3- تأثیر دمای قالب بر روی سیالیت آلیاژ AZ91 +1RE

شکل 9- 3- تأثیر مقادیر RE بر روی سیالیت آلیاژ 91AZ

شکل 10- 3- تأثیر مقادیر RE بر روی سیالیت آلیاژ 91AZ

ـشکل 11- 3- تــأثیر RE بــر روی ریزســاختار آلیــاژ91AZ از نمونــههــای ســیالیت بــا  ضخامتmm4 الف)91AZ

شکل 12- 3- تغییرات درجۀ ترک گرم به ازای افزودن RE در آلیاژهای Mg – Al

شکل 13- 3- شکست نگاری ترک گرم آلیاژهای الف)   48AZ91 + AZ91(ر AM31 + 1.2% RE(دAM60 (جAZ31 + 1.2%RE1.2%RE  

شکل14- 3- اندازه دانه به ازای مقادیر RE در آلیاژهای Mg – Al                                

شکل 15- 3- ساختار دانه آلیاژهای ب) AZ91 + 1.2%RE AZ91AM31 + 1.2% RE

  • شکل16-3- دمای واکنش یوتکتیک بـه ازای مقـادیر مختلـفRE بـرای آلیازهـای60AM وAZ91
  • شکل 17- 3- الف) تـصویرSEM و ب)   طیـف، شکـست تـرک گـرم آلیاژهـایMg-Al بـاRE%1.2

شکل1- 4- الف) Mg     ب) 31AZ ج (Mg یـا %0.3La    د) Mg  بـا %0.6La بعـد55ازh.5 غوطهوری در آب نمک

شکل 2- 4- تغییر وزن منیزیم حاوی لانتانیم در آب نمک

شکل3- 4- تغییر وزن منیزیم حاوی ND در آب نمک

شکل 4- 4- تغییر وزن منیزیم حاوی CE در آب نمک

شکل 5- 4- تغییر در نمودار پلارییزاسیون با افزودن La به منیزیم

شکل 6- 4- نرخ کاهش وزن خوردگی آلیاژهای AZR

  • شکل 7- 4- تصاویر SEM مورفولـوژی سـطح خـوردگی الـف(   91AZ ب (AZ91D د) 1AZR   ر )1.5AZR   د)11AZCR
  • شکل 8- 4- نمودارهای پلاریزاسیون آلیاژهای AZR
  • شکل 9- 4- دیاگرامهای پلاریزاسیون دو تا از آلیاژهای Mg – RE در محلول NACL
  • شکل 10- 4- مقایسه تغییر مقادیر هیـدروژن بعـد ازh 100 غوطـهوری در محلـولNACL %3 برای بعضی از آلیاژهای Mg – RE

 2بررسی خواص استحکامی آلیاژهای منیزیم حاوی (RE)

به نظر می رسد که افزودن عناصر کمیاب خاکی موجب افزایش استحکام آلیاژهای منیزیم گردد. این عناصر با تشکیل ترکیبات بین فلزی قوی درمرزدانهها، تأثیر قابل توجهی بر روی استحکام آلیاژهای منیزیم دارند. که این امر نشاندهنده این است که تأثیر استحکام بخشی مرزدانهها در این آلیاژها مهم میباشد.

 

  • 12خواص کشش دمای بالا آلیاژهای پایه Mg–Al حاوی عناصر کمیاب خاکی  

تصویر 2- 2 استحکام کششی در دمای بالا را نشان میدهد. همانطور که در تصویر مشاهده میشود. افزون RE موجب بهبود استحکام کششی و درصد ازدیاد طول در دمای بالا میگردد مقادیر استحکام کشش نهایی تعدادی از آلیاژها نزدیک به استحکام کشش نهایی آنها در دمای محیط میباشد. اما استحکام تسلیم آنها در دمای بالا افت میکند برای آلیاژهای سری AZ91 – XRE مقدار RE2 بیشترین استحکام کشش نهایی و درصد ازدیاد طول و به نسبت کمترین استحکام تسلیم را دارد. همانطور که در تصویر شکل الف 2-2 مشاهده میشود آلیاژ AZ91–RE بیشترین استحکام تسلیم را در بین بقیه آلیاژها دارد. در اینجا درصد ازدیاد طول روندی شبیه به استحکام نهایی دارد. خواص دمای بالای آلیاژ سری Mg – 6AL – 2RE بیشترین استحکام کشش نهایی و آلیاژ Mg – 6AL – 3RE بیشترین استحکام تسلیم را دارد. با افزون RE درصد ازدیاد طول آلیاژها کاهش مییابد. به دنبال افزایش RE، درصد ازدیاد طولآلیاژ Mg – 6AL – 3RE از آلیاژ Mg – 6AL نیز کمتر میشود


 

مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.

 


 

فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

 

فایل pdf همراه با فایل word

قیمت35000تومان