دانلود پروژه رشته برق با موضوع اثر بسیار مهم دما برتنش آستانه ای – قسمت ششم

دانلود پایان نامه

 2-8- روشهای اندازه گیری تنش آستانه ای

         2 -8-1-روش عملی با استفاده از آزمایش خزش :

بارسم نمودار نسبت به (تنش اعمالی در خزش ) برونیابی اطلاعات در 0= می­توان تنش آستانه ای ()را بدست آورد.برای بدست آوردنو مختلف برای رسم نمودار دوراه وجود دارد .یاو از طریق چندبار انجام آزمایش خزش تحت تنش های مختلف وبه دست آوردن انجام می شودویا می تواند بسته به نوع فلز از روابط           (2-2) و(2-4)در یک دمای مشخص استفاده کردونمودار رارسم نمود.شکل (2-21) روش برونیابی برای بدست آوردن تنش آستانه ای در یک نمونه فولادی را نمایش می دهد. (5= n) در نظر گرفته شده است.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

شکل2-21:روش برون یابی برای تنش آستانه ای [13]

2-8-2-روش تئوری با استفاده از مدلهای موجود:

مدلهای مختلفی برای بدست آوردن تنش آستانه ای ارایه شده است .برخی از مدلهای ارایه شده در جدول(2-3) آمده است.

جدول 2-3: مدلهای مختلف تنش آستانه ای [17-14]

با جایگذاری پارامترهای موجود در جدول (2-3) برای آلیاژی با ترکیب Al-6Mg-2Sc-1Zrدر دمای های مختلف نتایج زیر حاصل شد که در جدول (2-4) مشاهده می کنید.

جدول 2-4: نتایج حاصل برای تنش آستانه ای در دماهای مختلف [17-14]

مدل نفوذ آرامشی که توسط srobouitz [17-14] ارایه شده ،به مدل orowan [17-14] خیلی نزدیک است .نتایج حاصل از مدل کاهشی انرژی که توسط artz وwilkinson وnardon [17-14] ارایه شده از مدل orowan،همواره نتایج کمتری پیش بینی می کند.مدل گسستگی نابجایی که بوسیلهmishra [17-14] ارایه شده مبنی براین مفهوم است که انرژی نابجایی به وسیله گسستگی شبکه نابجایی در فصل مشترک ذرات کاهش می یابد .

این مدل تنش آستانه ای کمی را تخمین می زند.به هرحال هیچ کدام از مدلهای تئوری موجود قادر به ارائه نتایج منطبق بر نتایج عملی نیستند[17-14].

2-9-اثر دما برتنش آستانه ای :

دما از جمله پارامترهای مهم در بحث خزش است .همانطور که از معادله (2-1) مشخص است ،دما با هر نرخ کرنش خزشی یک ارتباط اکپوتانسیلی دارد.افزایش دما افزایش سرعت مکانیزم های موثر در خزش از جمله نفوذ ،لغزش نابجایی ها ،لغزش مرزدانه ،کروی شدن ،اکسید شدن ،دکربوره شدن وغیره می باشد.

برای بررسی دما بر تنش آستانه ای از آلیاژ Al-6Mg-2Sc-1Zrاستفاده شده است.نمونه ها به کمک روش متالورژی پودر تهیه شده اند.پودر آلیاژ به کمک گاز هلیوم اتمیزه شده است وسپس در دمای 523 نمونه ها به کمک روش اکستروژن جهت دار تهیه شد.بعد از آن برای رسیدن به ابعاد استاندارد از ماشین کاری استفاده می شود.

قطر نمونه 5/2 میلیمتر وطول سنجه 10 میلیمتر است.تست خزش کششی در محیط هوا ودر سه دمای مختلف 423و477و533 درجه کلوین با محدوده نرخ کرنش اولیه انجام می شود.

شکل 2-22:تاثیر دما بر تنش آستانه ای در دماهای 423و477و533 کلوین [15]

شکل(2-22) اثر دما برروی منحنی نمایش می دهد. لازم به ذکر است علائم توپر از طریق تست خزش وعلائم توخالی از طریق تست کشش به دست آمده است .

این نمودار بخوبی نشان می دهد که با افزایش دما در یک تنش قابلت نرخ کرنش خزشی افزایش پیدا کرده است. که این موضوع بیانگر افزایش سرعت عمل مکانیزم های موثر بر خزش با افزایش دما است.

همچنین شکل (2-23) نمودار  را برای بدست آوردن تنش آستانه ای نشان می دهد.مقادیر تنش آستانه ای در این نمودار برای سه دمای 423 و477 و533 از طریق برونیابی در به ترتیب 93 و57 و6 mpa تخمین زده می شود.

شکل2-23:اثر دما برروی منحنی نرخ کرنش – تنش [15]

در شکل (2-24) اثر دما برروی تنش آستانه ای را که از روابط تئوری وعملی بدست آمده ،مقایسه می کند.یه طور کلی با افزایش دما تنش آستانه ای کاهش می یابد ولی شدت این کاهش در مدلهای مختلف متفاوت است.عدم تطابق نتایج بررسی های تئوری وعملی از نکات مشهود در این نمودار است.

شکل 2-24 :نمودار تاثیر دما بر تنش آستانه ای از طریق تئوری وعملی [16]

2-10-اثر تاریخچه بارگذاری برروی تنش آستانه ای :

همانطور که گفته شد، تنش آستانه ای به میکرومکانیسم هایی از جمله واکنش نابجایی ها با ذرات بستگی دارد.بنابراین تنش آستانه ای به تنش اعمالی وتاریخچه بارگذاری نیز بستگی دارد.

برای بررسی این اثر نمونه هایی از ترکیب شیمیایی فولاد ضدزنگ L(N) 316 استفاده شد. اندازه متوسط دانه آلیاژ بر مبنای روش درون‌یابی خطی، μm10 65 است. نمونه خام در دمای K1373 برای یک ساعت در محلول فراوری شد و در پی آن پیش از ماشین کردن نمونه، سرمادهی با آب صورت گرفت. آزمایشهای مستقل خزشی در هوا و تحت بار ثابت با استفاده از نمونه‌های مدور با طول گیج mm50 (l0)و قطر گیج mm5 انجام شد. دو آزمایش خزشی در دمای K923 صورت گرفت؛ تنشها بر روی پایه ابعاد ابتدایی (σ0) 145و200 MPa بود. از این آزمایشها تحت عنوان «آزمایشهای خزشی متعارف» یاد می‌شود تا از «آزمایش خزشی با تنش متغیر» متمایز گردند. در آزمایش تنش متغیر، تنش آغازی پیوسته به میزان کمی کاهش یا افزایش می‌یابد تا حالت پایدار حفظ بشود. سه آزمایش خزشی با تنش متغیر با نام‌های SC1, SC2, SC3 انجام شد. SC1, SC2 دو آزمایش کاهشی به ترتیب با افت MPa15و10 بودند. σ0 برای SC1 و SC2 به ترتیب 8/177 و 2/180 MPa بود. SC3 یک آزمایش با تنش افزایشی و افت MPa 10 و MPa 140= ود.یک نمونه نیز با نام conventional1 نامگذاری شده که تنش اولیه وارد بر آن برابر با mpa 145بود.

نمودار نسبت کرنش به زمان این فولاد برای نمونه مرجع در شکل (2-25) آمده است .همچنین زمان شروع وپایان خزش پایدار در این نمودار مشخص شده است.

لازم به ذکر است که نسبت کرنش گفته شده در این نمودار برابر ε=(a+ ε t)/ε می باشد.که a بیانگر محل تقاطع خزش اولیه وثانویه (پایدار) در نمودار می باشد.a همچنین دلالت بر کرنش خزش اولیه دارد.

البته لازم بذکر است روش برونیابی برای بدست آوردن تنش آستانه ای زمانی قابلیت کاربرددارد که ثابت Aذکر شده در معادلات 2-1و2-2 با تغییرات تنش تغییر نکند.

نتایج حاصل از برونیابی درجدول (2-5) ارائه شده .( تنش آستانه ای در ابتدای مرحله خزش پایدار وتنش آستانه ای در انتهای مرحله است )

جدول 2-5:تنش آستانه ای حساب شده با تفسیر تنش از نمودار دربرابر [17]

همانطور که در جدول(2-5)مشاهده می شود با افزایش تنش وبارگذاری قبلی ،تنش آستانه ای افزایش پیدا میکند.نکته دیگری که می توان به آن اشاره کرد ارتباط تنش آستانه ای وتنش تسلیم است.تنش تسلیم برای نمونه حدود 125 وتنش آستانه ای نمونه حدود 60 می باشد.بنابراین مقدار تنش آستا نه ای 50% تنش تسلیم می باشد.

3-1-نتیجه گیری

1) با رسم نمودار وبرونیابی نمودار تنش آستانه ای اندازه گیری شده است.

2) تاریخچه بارگذاری از جمله عوامل موثر بر تنش آستانه ای می باشد.بطوری که با افزایش تنش اعمالی تنش آستانه ای افزایش می یابد.

3) با افزایش دما تنش آستانه ای در هر دودل تئوری وعملی افت می کند که میزان افت در مدل متفاوت است.

4) منشا وابستگی سرعت خزش در کامپوزیت وآلیاژ غیر تقویتی به تنش ناهنجار ووجود تنش آستانه ای که خود نیز به دما وابسته است بستگی دارد.

5) تنش آستانه‌ای نشان دهنده تنش لازم برای فعالسازی شبکه‌های نابجایی است که شبکه را می‌سازند که کنترل کننده مرحله سرعت در تغییرشکل خزش هم هست.

6) تنش آستانه ای به دلیل اندرکنش نابجایی ها با ذرات تقویت کننده واثر متقابل آنها برهم ایجاد می شود .درواقع عدم تقارن نیروی صعود ناشی از عدم تقارن شبکه علت اصلی پیدایش تنش آستانه ای است.

7) تحلیل داده‌های تجربی 5083Al وجود تنش آستانه‌ای را در محدوده دمایی 0c500-250 نشان داد که در آن تنش آستانه‌ای به دمایی با انرژی (Qo) Kj/mol 18 وابسته بود. در 0c500T> تنش آستانه ای از بین رفت.

8) تشکیل Al3Zr,Al3Cr,Al6Mn در 5083Al به خاطر ایجاد تنش آستانه ای مقاومت را بهبود می بخشد.

9) منشا تنش آستانه ای به وجود پراکندگی خوب ذرات ناپیوسته نسبت داده می شود.که بعنوان موانعی موثر بر حرکت نابجایی عمل می کند. .

10) منشأ تنش آستانه ای برای جریان سوپرپلاستیک به احتمال زیاد با این موارد در ارتباط است:

         10- الف ) ارتباط میان نابجایی‌های مرزی و اتمهای ناخالصی که در مرزها به طور موضعی متمرکز می‌شوند اگر دانه‌های مانع حاوی هیچگونه ذرات پراکندگی نباشند یا

         10- ب ) ارتباط بین نابجایی‌های شبکه‌ای و اتمهای ناخالصی که در نابجایی‌هایی متمرکز می‌شوند که در وجه ناپیوستگی ذرات پراکنده در دانه‌هی مانع گیر افتاده‌اند.

3-2-پیشنهاد:

آنچه می توان برای بحث حاضرپیشنهادکرداین مطلب است که بررسی برروی منحنی خزش می تواند نتایج خوبی برای تنش آستانه ای ارایه دهد اما عدم برابری نتایج حاصل وروابط موجود برای بدست آوردن تنش استانه ای مشکلی اساسی است.لذا پیشنهاد می شود به جای محاسبه این تنش از روی روابط مربوطه از روش عملی که همان برونیابی نمودار کرنش – تنش است استفاده شود.

به هر حال مبحث حاضر از هر لحاظ حائز اهمیت بوده و اهمیت آن در دماهای بالا مشهود است. لذا توصیه می شود در بعضی از آلیاژها كه این تنش رخ می دهند در دماهای بالا استفاده نشود.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment