الیاژهای انتروپی بالا وخواص ان

 الیاژهای انتروپی بالا وخواص ان

تعداد صفحات : 70 با فرمت PDF

   فهرست مطالب

  فهرست اشکال

  فهرست جداول

   چکیده 1

1. فصل اول: مقدمه

        ۱- ۱    مقدمه۲

2. فصل دوم: مفاهیم کلی

     2-1    معرفی و تاریخچه

     2-2    روابط ترمودینامیکی

     2-3     پایداری فاز  

     2-4     ساختار

     2-5     نفوذ

     2-6    اعوجاج شدید شبکه  

     2-7    اثر کوکتیل   

     2-8    نوع ساختار  

     2-9   عناصر آلیاژی 

3. فصل سوم: ساخت آلیاژهای آنتروپی بالا

     3-1    ساخت آلیاژهای آنتروپی بالا 

    3-1-1     طراحی و آماده‌سازی HEA

     3-2    روش‌های ساخت

    3-2-1    ساخت از فاز مایع (مذاب)

    3-2-2    ساخت از فاز گاز

    3-2-3    ساخت به روش الکتروشیمیایی 

    3-2-4    ساخت از فاز جامد

    3-2-5    فرآیند آلیاژهای مکانیکی

4. فصل چهارم: خواص و کاربرد آلیاژ آنتروپی بالا

    4 -1   خواص مکانیکی

    4-1-1    رفتار مکانیکی در دمای اتاق

    4-1-2    اثرات آلیاژی

    4-1-3    اثرات نرخ خنک‌کننده

    4-1-4    خواص مکانیکی در دماهای بالا

    4-1-5    اثرات عملیات حرارتی

    4-1-6    خواص مقاومت دمایی(دیرگدازی)

    4-۱-۷    رفتار سایش

    4-۲   خواص فیزیکی

    4-2-1   خواص مغناطیسی

    4-2-2   خواص حرارتی

    4-2-3   خواص الکترونیکی

    4-3   خواص شیمیایی و پزشکی   

    4-3-1   خواص پزشکی

    4-3-2   خواص خوردگی

    4-4   کاربردها

5. فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

    5-1   نتیجه گیری و پیشنهادات      

مراجع 59

فهرست اشکال

شکل ‏2‑1: ریزساختار آلیاژ ریختگیCuCoNiCrAlFe (A) میکرو گراف  SEM از آلیاژ اچ شده با دندریت (یک ساختار اسپینودال از BCC اعوجاج یافته و BCC منظم)  و ساختار بین دندریتی (فاز FCC) ، (B)  تصویر ناحیه روشن TEM

شکل ‏2‑2: تصویر شماتیک از اثرات اعوجاج ذاتی شبکه در پراش براگ: (الف) شبکه کامل با اتم مشابه. (ب) شبکه اعوجاجی با ذرات محلول جامد در اندازه‌های اتمی مختلف که از توزیع تصادفی در شبکه کریستالی به‌دست‌آمده. (ج) اثرات درجه حرارت و اعوجاج بر پیک‌های XRD [8]

شکل ‏2‑3: (a) سختی و ثابت شبکه از یک سیستم آلیاژ CuCoNiCrAlxFe با مقادیر x مختلف: (A) سختی آلیاژهای CuCoNiCrAlxFe، (B) شبکه ثابت از یک‌فاز FCC، (C) شبکه ثابت از یک‌فاز BCC [7]

شکل ‏2‑4: طیف گسترده‌ای از سختی برای آلیاژ HEA، در مقایسه‌ی 17-4 PH فولاد ضدزنگ، و فولاد زنگ نزن L316 [1].

شکل ‏2‑5: ساختار کریستالی محلول جامد در آلیاژ پنج تایی (الف) BCC و (ب) FCC [5]

شکل ‏2‑6: (الف) شبکه تک عنصری (ب) ساختار محلول جامد چندجزیی اعوجاج یافته [29]

شکل ‏2‑7: ساختار کریستالی BCC (الف) شبکه کامل (مانند Cr) (ب) شبکه اعوجاج یافته با افزودن یک جزء با شعاع اتمی متفاوت (مانند Cr-V) (ج) شبکه اعوجاج یافته با افزودن تعداد زیادی جزء با شعاع اتمی متفاوت با توزیع تصادفی در ساختار شبکه و احتمال یکسان اشغال مکان‌های شبکه

شکل ‏2‑8: نوع ساختار بر اساس تغییر نسبت مولی آلومینیوم در آلیاژ ریختگی CoCrCuFeNiAlx [5]

شکل ‏2‑9: نمودار فازی پیش‌بینی‌شده برای سیستم آلیاژی AlXCoCrCuFeNi با مقدار Al متفاوت. تغییر فاز در دمای آلیاژ توسط DTA اندازه‌گیری شده است [5]

شکل ‏2‑10: خواص مکانیکی آلیاژ AlCoCrFeNiNbx (الف) تشکیل فاز منظم لاوه در کنار محلول جامد با افزودن Nb (ب) نمودارهای تنش-کرنش فشاری (x=0،.25.،5.،1) برای نمونه‌های میله‌ای با قطر 5میلی متر [5]

شکل ‏2‑11: نمودارهای تنش-کرنش فشاری مهندسی نمونه ریختگی آلیاژ AlTiVTaAlx [22]

شکل ‏3‑1: طرحی از تشکیل فاز بر اساس آنتالپی اختلاط و اختلاف اندازه اتمی دلتا، برای تشکیل محلول جامد راندوم. مناطق B1 و B2 مناطق تشکیل فاز آمورف (شیشه‌ای) و منطقه‌های دیگر برای ترکیبات بین فلزی [13]

شکل ‏3‑2: روش ذوب قوسی [5]

شکل ‏3‑3: فرایند پاشش پلاسما [5]

شکل ‏3‑4: روش روکش‌کاری لیزری[5]

شکل ‏3‑5: روش پراکنش [5]

شکل ‏3‑6: شماتیکی از گستردگی مواد پیشرفته تهیه‌شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

شکل ‏3‑7: تشکیل دانه‌هایی با اندازه نانومتری [۲۴]

شکل ‏3‑8: تغییر انحلال‌پذیری بازمان حین آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودر فلزی [۲۵]

شکل ‏4‑1: منحنی تنش کرنش آلیاژ AlCoCrFeNiTixبه‌صورت میله با قطر ۵ میلی‌متر

شکل ‏4‑2: نرخ خنک‌کنندگی، استحکام و انعطاف‌پذیری به میزان قابل‌توجهی افزایش‌یافته است

شکل ‏4‑3: منحنی تنش کرنش برای آلیاژ AlCoCrFeNi با قطرهای مختلف

شکل ‏4‑4: عملکرد مقاومت فشاری آلیاژ AlxCoCrCuFeNi تست‌شده در دماهای مختلف

شکل ‏4‑5: سختی، استحکام و ازدیاد طول به‌عنوان تابعی از درجه حرارت برای نمونه نورد شده

شکل ‏4‑6: سختی، استحکام و ازدیاد طول به‌عنوان تابعی از درجه حرارت برای نمونه هادی

شکل ‏4‑7: ریزساختار آلیاژ  AlCrCuNiFeCo در (a) به‌عنوان ریختگی (b) شرایط آهنگری

شکل ‏4‑8: منحنی تنش کرنش آلیاژ AlCoCrFeNbxNi

شکل ‏4‑9: منحنی تنش کرنش نمونه‌ای از آلیاژ: AlCoCrCuFeNi (a) به‌عنوان ریختگی / (b) تغییر شکل نمونه آهنگری داغ در دماهای مختلف و نرخ کرنش اولیه

شکل ‏4‑10: نمونه‌های کششی AlCoCrCuFeNi پس از تغییر شکل در ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد

شکل ‏4‑11: تصاویر SEM از سطوح شکست AlCoCrCuFeNi نمونه کششی پس از تغییر شکل کششی در دمای اتاق (a-b) نمونه ریختگی (c-d) نمونه آهنگری داغ

شکل ‏4‑12: منحنی تنش کرنش مهندسی آلیاژها¬ی NbMoTaW و VNbMoTaW HEAs در دمای اتاق و دمای بالا

شکل ‏4‑13: وابستگی ویژه استحکام تسلیم به دما آلیاژ TaNbHfZrTi در مقایسه با آلیاژهای ریختگی TaNbMoW، TaNbVMoW و 0.5 CrCoCuFeNiAl

شکل ‏4‑14: تصاویر میکروسکوپ SEM از NbMoTaW (A-b) و VNbMoTaW (c,d) پس از تغییر شکل در دمای ۱۶۷۳درجه کلوین

شکل ‏4‑15: منحنی تنش کرنش مهندسی آلیاژ NbCrMo0.5Ta0.5TiZr پس از HIP دردمای ۲۹۶،  1473، 1272، 1073 درجه کلوین

شکل ‏4‑16: تصاویر SEM دومین الکترون از سطح شکست یک نمونه از آلیاژ NbCrMo0.5Ta0.5TiZr پس از تغییر شکل در دمای اتاق

شکل ‏4‑17: منحنی تنش کرنش واقعی آلیاژ AlCoCrFeNi HEA در (a) ۲۹۸ (b)۷۷درجه کلوین

شکل ‏4‑18: در تمام درجه حرارت تا ۴.۲ درجه کلوین آلیاژ Al0.5CoCuCrFeNi انعطاف‌پذیری بالا است

شکل ‏4‑19: سختی ویکرز و ضریب سایش آلیاژهای AlxCoCrCuFeNi با مقادیر مختلف آلومینیوم

شکل ‏4‑20: منحنی آنالیز حرارتی گرماسنجی افتراقی آلیاژ FeCoNiCuAl ریختگی [20]

شکل ‏4‑21: الگوهای پراش پرتوایکس آلیاژ AlXCoCrCuFeNi پس از 10 ساعت آنیل در دماهای 400،500،600 [5]

شکل ‏4‑22: مقایسه نمونه های ریختگی و آنیل سیستم CoCrFeNiTiAlx (الف) سختی (ب) چگالی [21]

شکل ‏4‑23: تصویر TEM از ساختار آلیاژ Cu/NbSiTaTiZr/Si بعد از ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد

فهرست جداول

جدول ‏2‑1: میکرو ساختار آلیاژ  CoCrCuFeNiAlx

جدول ‏4‑1: جدول خواص