مقدمه:

در سالهاي اخیر، با توجه به ضرورت کاهش مصرف انرژي و کاهش آلودگی هوا رویکرد جهانی بـه سـمتمسئله سبکسازي در صنایع ماشینی گـرایش پیـدا کـرده اسـت. اصـولاً مـسئله سـبکسـازي 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. آلیاژهاي منیزیم با ترکیبـی خـوبی از خـواص نظیـر: 1- دانـسیته پـایین   2- استحکام ویژة بالا 3- قابلیت ریختهگري خوب 4- مقاومـت خـوردگی مناسـب و قابلیـت بازیافـتکاندیداي مناسبی براي استفاده در صنایع میباشند، رشد و افزایش در مصرف آلیاژهاي منیزیم، با افزایش کاربرد در صنایع اتومبیل همراه بوده است. آلیاژهاي متداولی که در صـنایع اتومبیـل اسـتفاده مـیشـوند،آلیاژهایی هستند که استحکام و داکتیلیتی بالایی در دماي اتاق دارند. و کاربردهایی نظیـر پوسـتۀ جعبـهدنده، پدال ترمز، پوسته کلاج          دارنـد. علیـرغم داشـتن خـواص مطلـوب آلیاژهـایی نظیـر91AM60 , AZچالشی که فراروي این آلیاژهاست، کاربرد در قطعاتی است که در دماي بالا کار می      کننـد. ایـن آلیاژهـا بـاوجود اینکه بهترین ترکیب از خواص مکانیکی، مقاومت خوردگی و قابلیت ریختهگـري را دارنـد، ولـی دردماهاي بالايC °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 آلیاژهاي 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 براي استفاده از آلیاژهاي 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 آلیاژهـاي منیـزیم را توسـعهمیدهند. استفاده از عناصر کمیاب خـاکی (RE) بخـاطر پایـداري ضـعیف حرارتـی آلیاژهـاي منیـزیم دردماهاي بالا میباشد. عناصر کمیاب خاکی هم به طریق استحکام دهی محلول جامد و هم رسـوب سـختیبه افزایش استحکام آلیاژهاي منیزیم کمک میکنند. با وجود این به علت گران بودن قیمت عناصر کمیاب خاکی (RE) استفاده گسترده از آلیاژهاي منیزیم حاوي این عناصر مقرون به صرفه نمیباشد. در ایـن اثـربه بررسی خواص مکانیکی، مقاومت خزشی، قابلیت ریختهگري و مقاومت خـوردگی تعـدادي از آلیاژهـايمنیزیم حاوي 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 ي منیزیم حاوي RE

 

  • 12 بررسی خواص استحکامی آلیازهاي منیزیم حاوي RE

 

  • 12بررسی خواص استحکامی آلیازهاي پایه Mg-Al

 

  • 12بررسی خواص استحکامی آلیازهاي AZ91-xRE 

 

312بررسیخواص استحکامی آلیازهاي   AZCR

 

412بررسی خواص استحکامی آلیاز84ZA حاوي RE

 

512بررسی اثر RE بر روي خواص استحکامی آلیازهاي   Mg-Al

 

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

 

712بررسی خواص کششی آلیاژ84AZ حاوي عناصر کمیاب خاکی(RE) در دماي محیط

 

8-1-2- بررسی خواص کششی آلیاژهاي ZA84 – XREدر دماي بالا

9-1-2- بررسی اثر عناصر کمیاب خاکی (RE) بر روي خواص مکانیکی آلیاژهاي Mg – Li172- 2بررسی اثر عناصر کمیاب خاکی بر روي سختی آلیازهاي منیزیم

 

212 بررسی سختی آلیازهاي پایه   Mg-Alحاوي عناصر کمیاب خاکی                     23

 

222   بررسی سختی آلیاز 84ZA حاوي عناصر کمیاب خاکی                                 24

 

32 شکست نگاري آلیازهاي منیزیم حاوي REا                 27

 

132 شکست نگاري آلیازهاي AZ91-xRE وMg-6Al-xREا                     29

 

232 شکست نگاري آلیاز 84ZA حاوي عناصر کمیاب خاکی     32

 

432 شکست نگاري آلیازهاي   Mg-Ce-Zn-Zr وMg-Nd-Zn-ZrاMg-Y-Nd-Zn-Zrا           33

 

فصل سوم: قابلیت ریخته گري آلیازهاي منیزم حاوي عناصر کمیاب خاکی     35

 

13تاثیر عناصر کمیاب خاکی بر روي انجاد آلیازهاي منیزیم                                         36

 

23سیالیت آلیازهاي منیزیم حاويREا                 38

 

123تاثیر ضخامت سطح مقطع بر روي سیالیت آلیازهاي منیزیم حاوي REا           39

 

223تاثیردماي ریختن مذاب بر روي سیالیت آلیازهاي منیزیم حاوي RE ا           41

 

323تاثیردماي قالب بر روي سیالیت آلیازهاي منیزیم حاويREا           43

 

423تاثیر مقادیر عناصر کمیاب خاکی بر روي سیالیت آلیازهاي منیزیم حاويREا              44

 

3-3-   تاثیر عناصر کمیاب خاکی بر مقاومت ترك گرم آلیازهاي منیزیم                       46

 

133تاثیر عناصر کمیاب خاکی بر مقاومت ترك گرم آلیازهاي Mg-Alا             47

 

233تاثیر عناصر کمیاب خاکی برشکست نگاري ترك گرم آلیازهاي Mg-Alا                47

 

333مکانیزم تاثیر RE   برروي مقاومت ترك گرم   آلیازهاي Mg-Alا                     48

 

فصل چهارم: مقاومت خورد گی آلیازهاي منیزیم حاوي عناصر کمیاب خاکی       53

 

  • 4خوردگی عمومی منیزیم                                                               54

 

  • 4مقاومت خوردگی آلیازهاي منیزیم حاوي عناصر کمیاب خاکی             55

 

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

 

134مورفولوزي خوردگی   آلیاز 91AZا                    60

 

234پلاریزاسیون الکتروشیمیایی آلیازهاي AZRا                           62

 

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

 

54خوردگی تنشی آلیازهاي منیزیم حاوي عنا صر کمیاب خاکی                         64

 

154مورفولوزي خوردگی               66

 

254اندیس تمایل به خوردگی تنشی (Iscc)ا                       67

 

فصل پنجمنتیجه گیري و پیشنهادات   71

 

نتیجه گیري           72

پیشنهادات           73

مراجع             74

چکیده انگلیسی          77

فهرست جدول ها

         

جدول1-2- ترکیب شمیایی آلیاژها        19

جدول1-4- داده هاي الکتروشیمیایی آلیاژهايAZCا              62

جدول24نتایج آزمایش SSRT براي آلیازهاي 80AZو 41ZE و22qe و   ev31a   ا              66

جدول3- 4- اندیس هاي Iscc براي آلیازهاي 80QE ZE41 AZا            22

جدول 44– : اندیس هاي ISCC براي آلیاژهاي 80QEZZ،ZE41،AZ و EV31A     ا        32    

  فھرست شكلھا

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

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

شکل4- 2-تغییرات استحکام کششی بـه ازاي مقـادیر مختلـفRE در دمـاي اتـاق و دمـاي190°C

          شکل5- 2- تغییرات درصد ازدیاد طول نـسبی بـه ازاي مقـادیر مختلـفRE در دمـاي اتـاق ودماي C°190

  • شکل 6- 2- خواص استحکامی آلیاژهاي AZCR در دماي محیط
  • شکل 7- 2- خواص کششی آلیاژ ریختگی 84ZA و آلیاژهاي 84ZA حاوي RE در دماي اتاق
  • شکل8- 2- خواص کششی ریختگی پیر شده84ZA و آلیاژهاي84ZA حاوي RE در دمـاي14اتاق

شکل9- 2- خواص کششی ریختگی 84ZA و آلیاژهاي 84ZA حاوي RE در دماي C°15015

شکل10- 2- خـواص کشـشی پیـر شـده84ZA و آلیاژهـاي84ZA حـاويRE در دمـاي16C°150

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

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

شکل 13-2- ری ز س اختارآلیازهاي 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 دماي 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 دماي بالا

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

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

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

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

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

شکل 22- 2- میکروسختی آلیاژ پایه 84ZA و آلیاژهاي 84ZA حاويRE.

شکل 23- 2- میکروسـختی آلیـاژ پایـه84ZA و آلیاژهـايZA42 – XRE بـه ازاي زمـنپیرسختی

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

شکل 25- 2- طرحوارة شکست شبه تورقی

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

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

شکل29-2- سطح شکست الف)84ZA در دماي اتـاق ب )ZA84-1.5RE ج)ZA84-1.5REدردماي˚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- نمودارهاي سرد شدن آلیاژهاي Mg –9AL – Zn – RE

شکل 2- 3- تأثیر مقادیر RE بر روي دماي اتمام انجماد آلیاژ Mg – 9AL

شکل3- 3- تأثیر مقادیر RE , ZN بر روي دماي 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 دماي ریختن بر روي سیالیت آلیاژ AZ91 + 3RE منیزیم

شکل8- 3- تأثیر دماي قالب بر روي سیالیت آلیاژ AZ91 +1RE

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

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

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

شکل 12- 3- تغییرات درجۀ ترك گرم به ازاي افزودن RE در آلیاژهاي Mg – Al

شکل 13- 3- شکست نگاري ترك گرم آلیاژهاي الف)   48AZ91 + AZ91(ر AM31 + 1.2% RE(دAM60 (جAZ31 + 1.2%RE1.2%RE  

شکل14- 3- اندازه دانه به ازاي مقادیر RE در آلیاژهاي Mg – Al                                

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

  • شکل16-3- دماي واکنش یوتکتیک بـه ازاي مقـادیر مختلـفRE بـراي آلیازهـاي60AM وAZ91
  • شکل 17- 3- الف) تـصویرSEM و ب)   طیـف، شکـست تـرك گـرم آلیاژهـايMg-Al بـاRE%1.2

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

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

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

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

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

شکل 6- 4- نرخ کاهش وزن خوردگی آلیاژهاي AZR

  • شکل 7- 4- تصاویر SEM مورفولـوژي سـطح خـوردگی الـف(   91AZ ب (AZ91D د) 1AZR   ر )1.5AZR   د)11AZCR
  • شکل 8- 4- نمودارهاي پلاریزاسیون آلیاژهاي AZR
  • شکل 9- 4- دیاگرامهاي پلاریزاسیون دو تا از آلیاژهاي Mg – RE در محلول NACL
  • شکل 10- 4- مقایسه تغییر مقادیر هیـدروژن بعـد ازh 100 غوطـهوري در محلـولNACL %3 براي بعضی از آلیاژهاي Mg – RE

 2بررسی خواص استحکامی آلیاژهاي منیزیم حاوي (RE)

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

 

  • 12خواص کشش دماي بالا آلیاژهاي پایه Mg–Al حاوي عناصر کمیاب خاکی  

تصویر 2- 2 استحکام کششی در دماي بالا را نشان میدهد. همانطور که در تصویر مشاهده میشود. افزون RE موجب بهبود استحکام کششی و درصد ازدیاد طول در دماي بالا میگردد مقادیر استحکام کشش نهایی تعدادي از آلیاژها نزدیک به استحکام کشش نهایی آنها در دماي محیط میباشد. اما استحکام تسلیم آنها در دماي بالا افت میکند براي آلیاژهاي سري 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 روندي شبیه به استحکام نهایی دارد. خواص دماي بالاي آلیاژ سري 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