1کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران
2استادیار دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران
3استاد دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران
چکیده
در این پژوهش رفتار تغییر شکل فشاری گرم آلیاژ اکسترود شده Mg–10Li–1Zn با استفاده از آزمون فشار در محدوده ی دمایی 450-250 درجه سانتیگراد و محدوده ی نرخ کرنش 1/0-001/0 بر ثانیه مورد مطالعه قرار گرفت. در حین تغییر شکل فشاری گرم آلیاژ Mg–10Li–1Zn نمودار تنش سیلان به یک حد بیشینه رسیده و پس از آن به حالت پایدار می‌رسد که نشاندهنده وقوع تبلور مجدد دینامیکی است. این حالت در دماهای پایین تر و نرخ کرنش های بالاتر مشهودتر است. به دلیل آنکه در دماهای بالاتر و نرخ کرنش‌های پایین‌تر مکانیزم‌های نرم‌شوندگی بیشتر فعال می‌شوند. رفتار سیلان آلیاژ Mg–10 Li–1 Zn در دماهای بالا توسط معادلات ساختاری آرنیوسی مدل سازی شد. مقادیر انرژی فعالسازی 103 کیلوژول بر مول و نمای تنشی قانون توانی 0/6- 2/5 حاصل از معادلات آرنیوسی نشاندهنده ی این موضوع است که مکانیزم غالب تغییر شکل گرم آلیاژ، صعود نابجایی ها کنترل شده با نفوذ درخود شبکه ای لیتیم می باشد.
The study of hot deformation behavior of an Mg-10Li-1Zn alloy by Arrhenius constitutive equations
نویسندگان [English]
Mostafa Shalbafi1؛ Reza Roumina2؛ Reza Mahmudi3
1M.Sc., School of Metallurgy and Materials Engineering, Tehran University,
2Assistant Professor, School of Metallurgy and Materials Engineering, Tehran University
3Professor, School of Metallurgy and Materials Engineering, Tehran University,
چکیده [English]
Hot deformation of an extruded Mg–10Li–1Zn alloy was studied by compression testing in the temperatures range of 250- 450 ˚C and strain rates of 0.001–0.1 s−1. During the hot compressive deformation of the Mg-10Li-1Zn alloy, flow stress curves reach a maximum value and then reach a steady state which is indicative of the occurrence of dynamic recrystallization. Because of the activation of softening mechanisms at higher temperatures and lower strain rates, this phenomenon is more pronounced at lower temperatures and higher strain rate. The flow stress of the Mg–10Li–1Zn alloy at elevated temperatures was modeled via an Arrhenius-type constitutive equation. The values for the activation energy of about 103 kJ mol–1 and the power-law stress exponents in the range of 5.2–6.0 obtained from the Arrhenius-type model indicate that the dominant mechanism during hot deformation of the Mg–10Li–1Zn alloy is dislocation climb which is controlled by the lattice self-diffusion of Li atoms.
کلیدواژه‌ها [English]
Mg-Li alloys, Hot deformation, Constitutive equations
مراجع
B.L. Mordike, T. Ebert, “Magnesium: Properties- Applications-Potential”, MaterialsScience and Engineering A, 2001, Vol. 302, pp. 37-45.
I.J. Polmear, Light Alloys, Edward Arnold, London (1989) 169–210.
H. Watanabe, T. Mukai, K. Ishikawa, “Differential speed rolling of an AZ31 magnesium alloy and the resulting mechanical properties”, Journal of Materials Science, 2004, Vol. 39, pp. 1477–1480.
W. Yuan, R.S. Mishra, “Grain Size and Texture Effects on Deformation Behavior of AZ31 Magnesium Alloy”, Materials Science and Engineering A, 2012, Vol. 558, pp. 716–724.
H. Takuda, H. Matsusaka, S. Kikuchi, K. Kubota, “Tensile Properties of a Few Mg-Li-Zn Alloy Thin Sheets”, Journal of Materials Science, 2002, Vol. 37, pp. 51–57.
H. Haferkamp, M. Niemeyer, R. Boehem, “Development, Processing and ApplicationsRange of Magnesium Lithium Alloys”, Materials Science Forum, 2000, Vol. 350-351, pp. 31-42.
P. Crawford, R. Barosa, J. Mendez, “On The Transformation Characteristics of LA141 (Mg-Li-Al) Alloy”, Journal of Materials Processing Technology, 1996, Vol. 56, pp. 108-118.
C.H. Chiu, H.Y. Wu, J.Y. Wang, S. Lee, “Microstructure and Mechanical Behavior of LZ91 Mg Alloy Processed by Rolling and Heat Treatments”, Journal of Alloys and Compounds, 2008, Vol. 460, pp. 246-252.
T.G. Byrer, E.L. White, P. D. Frost, The Development of Magnesium–Lithium Alloys for Structural Applications, NASA Contractor Report, Battelle Memorial Institute, Columbus, OH, 1963.
A.A. Nayeb-Hashemi, J. B. Clark, A. D. Pelton, Phases Diagrams of Binary Magnesium Alloys, ASM International, Materials Park, OH, 1998.
S.M. Abbasi, A. Shokuhfar, “Prediction of Hot Deformation Behaviour of 10Cr–10Ni–5Mo–2Cu steel”, Materials Letters, 2007, Vol. 61, pp. 2523–2526.
Y. C. Lin, M.S. Chen, J. Zhong, “Microstructural Evolution in 42CrMo Steel During Compression at Elevated Temperatures”, Materials Letters, 2008, Vol. 62, pp. 2132–2135.
F.A. Slooff, J. Zhou, J. Duszczyk, L. Katgerman, “Constitutive analysis of wrought magnesium alloy Mg–Al4–Zn1”, Scripta Materialia, 2007, Vol. 57, pp. 759–762.
H.Y. Wu, “Dynamic Behavior of Extruded AZ61 Mg Alloy During Hot Compression”, Materials Science and Engineering A, 2012, Vol. 535, pp. 68–75.
H.J. McQueen, N.D. Ryan, "Constitutive Analysis in Hot Working", Materials Science and Engineering A, 2002, Vol. 322, pp. 43-63.
Y.C. Lin, X.M. Chen, "A Critical Review of Experimental Results and Constitutive Descriptions for Metals and Alloys in Hot Working", Materials and Design, 2011, Vol. 32, pp. 1733-1759.
P. Metenier, G. Gonzalez-Doncel, OA. Ruano, J. Wolfenstine, OD. Sherby, “Superplastic Behavior of a Fine-Grained Two-Phase Mg-9wt. %Li Alloy”, Materials Science and Engineering A, 1990, Vol 125, pp. 195–202.
R. Mahmudi, A.R. Geranmayeh, A. Rezaee-Bazzaz, “Impression Creep Behavior of Lead-Free Sn–5Sb Solder Alloy”, Materials Science and Engineering A, 2007, Vol. 448, pp. 287–293.
ابتدای صفحه