مهندسی متالورژی

مهندسی متالورژی

بررسی تجربی رشد دانه، سختی و استحکام در مس خالص تجاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
2 گروه مهندسی مواد، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
3 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز
4 مهندسی مواد دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
چکیده
مس یکی از فلزات پرکاربرد صنعتی است که قابلیت جوشکاری مناسبی توسط روشهای ذوبی دارد؛ اما رشد دانه یکی از مشکلاتی است که در ناحیه متاثر از حرارت این فلز اتفاق افتاده و منجر به کاهش خواص مکانیکی اتصال می شود. برای محاسبه رشد دانه، ابتدا نیاز به برازش داده های تجربی به مدلهای ریاضی و محاسبه پارامترهای موجود می باشد. در این تحقیق رشد دانه مس خالص تجاری مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های ورق مس به صورت همدما در دماهای 1123، 1173 و 1223 کلوین به مدت 10 تا 60 دقیقه در کوره نگهداری شدند. اندازه دانه متوسط از تجزیه و تحلیل تصاویر متالوگرافی تعیین شد و اندازه دانه دوبعدی با روش های محاسباتی به اندازه دانه سه بعدی تبدیل شد. برای برازش داده های اندازه دانه از مدل های سلارز و آنلی استفاده شد و پارامترهای رشد دانه برای هر دو مدل به دست آمد. تجزیه و تحلیل باقیمانده های نرمال شده نشان داد که میانگین نزدیک به صفر است و توزیع گاوسی دارند و به نظر می رسد هر دو مدل به طور قابل قبولی بر روی داده ها برازش می شوند. اندازه گیری خواص مکانیکی توسط آزمون ریزسختی سنجی و آزمون کشش انجام شد. مشاهده شد که رابطه سختی و استحکام تسلیم با اندازه دانه از رابطه هال-پچ تبعیت می‌کند و ثوابت مربوطه بدست آمد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of grain growth, hardness and strength in commercially pure copper

نویسندگان English

Mostafa Jafarzadegan 1
Reza Taghiabadi 2
Mohammad Ammar Mofid 3
Ayoob Saeedinezhad 4
1 Materials Science Department, Faculty of Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Faculty of engineering, Imam Khomeini International University (IKIU), Qazvin
3 Faculty of civil and earth resources engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Materials scienceو, Faculty of engineering, Imam Khomeini International University (IKIU), Qazvin, Iran.
چکیده English

Copper is one of the most widely used industrial metals, which has a good weldability by fusion methods; but the grain growth is one of the problems that occurs in heat affected zone of this metal causing the decrease of mechanical properties of the joint. To calculate the grain growth, first of all, it is needed to fit the experimental data to mathematical models and calculate the existing parameters. In this research, the grain growth of commercially pure copper has been studied. For this purpose, the samples of copper sheet were isothermally held in furnace at the temperatures of 1123, 1173 and 1223 K for the times of 10 to 60 minutes. The average grain size was determined from the metallographic image analysis and the 2D grain size was converted to 3D grain size through the computational methods. Sellars and Anelli models were used to fit the data, and grain growth parameters were obtained for both models. The analysis of the normalized residuals showed that the mean is close to zero and they have a Gaussian distribution, and both models seem to fit reasonably to the data. Mechanical properties were measured by microhardness test and tensile test. It was observed that the relationship between hardness and yield strength with grain size follows the Hall-Patch relationship and the corresponding constants were obtained.

کلیدواژه‌ها English

Isothermal grain growth
Commercially pure copper
Sellars model
Anelli model
Curve fitting
Hardness
Strength

25


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 مهر 1403

  • تاریخ دریافت 28 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 15 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 25 مهر 1403