عنوان

تاثیر عملیات ذوب لیزری سطحی بر ریزساختار انجمادی آلیاژهای آهن-گالیم (گالفنول)

Number

۴۸۰۰پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Title Proper

تاثیر عملیات ذوب لیزری سطحی بر ریزساختار انجمادی آلیاژهای آهن-گالیم (گالفنول)

General Material Designation

[پایان نامه]

First Statement of Responsibility

ساناز فلاحی

Name of Publisher, Distributor, etc.

صنعتی سهند

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۶۷ص.

Other Physical Details

مصور، جدول، نمودار

Accompanying Material

CD

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مواد- ریخته‌گری

Date of degree

۱۴۰۱/۱۱/۰۱

Text of Note

محلول‌های جامد جانشینی آهن-گالیم (گالفنول) کرنش‌های مغناطیسی بزرگی را از خود نشان می‌دهند و می‌توانند به عنوان مواد حسگر و عملگر‌‌‌های نیرومند مکانیکی عمل کنند. با اینکه تک بلورهای گالفنول تنگش مغناطیسی بیشتری از خود نشان می‌دهند اما به دلیل پر هزینه بودن تولید و نیز خواص مکانیکی ضعیف آنها، آلیاژهای گالفنول چند بلوری با بافت مرجح جایگزین‌های مناسبی برای تک بلورها هستند. اصلاح ساختار و تولید افزایشی این آلیاژها از طریق ذوب لیزری نیز در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر از منبع حرارتی ثابت و متحرک لیزر برای ذوب سطحی آلیاژهای گالفنول با توان‌های متفاوت 100، 750، 800 و 1000 وات استفاده شده و تاثیر پارامتر‌‌های فرآیند از جمله توان اسمی و پیشگرم یا عدم پیشگرم نمونه‌ها بر ساختار انجمادی بررسی شده است. بدین منظور سه نمونه آلیاژ گالفنول با ترکیب‌های اسمی 10، 20 و 30 درصد وزنی گالیم از طریق فرآیند ذوب با قوس الکتریکی در خلاء تحت محافظت گاز آرگون آماده شدند. ریز‌ساختار نمونه‌ها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و دستگاه پراش اشعه ایکس بررسی شد و از سختی سنجی برای ارزیابی خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج نشان داد که انجماد نمونه در قالب مسی آبگرد کوره قوس تحت خلاء سبب رشد جهت‌دار کریستال‌های ستونی می‌شود. ریزساختار نمونه‌های ذوب لیزری نقطه‌ای، ساختار انجمادی سلولی نشان دادند و توزیع ذرات کروی اکسید گالیم در مرز سلول‌ها مشاهده گردید. این نمونه‌ها فاقد ترک‌های انجمادی هستند. در مقابل، نمونه‌های ذوب لیزری با منبع متحرک، دارای ترک‌های مرزدانه‌ای زیاد بوده و انجماد سلولی-دندریتی در آنها مشاهده شد. انجام عملیات پیشگرم سبب کاهش ترک‌ها شده ولی ممانعت کامل بعمل نمی‌آورد. ترک‌های مرزدانه‌ای مانع بسیار مهمی در ذوب لیزری و تولید افزایشی این آلیاژها است.

Text of Note

Fe-Ga substitutional solid solutions exhibit gaint magnetostriction and can act as sensing materials and powerful mechanical actuators. Although single crystals of galfenol show more magnetic tightness, but due to the high cost of their production and their poor mechanical properties, polycrystalline alloys of galfenol with preferred texture are suitable alternatives for single crystals. In the present research, stationary and moving laser heat source of surface meltings of galfenol alloys with different powers of 100, 750, 800 and 1000 w were used and the effect of process parameters such as nominal power and preheating or non-preheating of the samples on the solidification structure were investigated. For this purpose, three galfenol alloy samples were prepared through the melting process with the help of an electric arc in a vacuum under the protection of argon gas. The microstructure of the samples was examined by optical microscope, field emission scanning electron microscope and X-ray diffraction. Hardness testing was used to evaluate mechanical properties. Results showed that the solidification of the sample in the copper mold of the arc furnace under vacuum causes the directional growth of columnar crystals and inclusion of the secondary phase rich in gallium (gallium oxide). Stationary laser melting (autogenous spot welding) has caused the formation of spherical oxide inclusions along the cell boundary. Moving laser melting on the cold surface of the samples has created a structure with a columnar structure and equiaxed grains, grain boundary cracks and spherical voids. The moving laser melting on the preheated surface of the samples caused the formation of secondary grain boundary cracks in the base metal and shrinkage cavities in the weld metal.

Variant Title

Effect of surface laser melting on the solidification microstructure of iron-gallium (Galfenol) alloys

آهن-گالیم (گالفنول)

تنگش مغناطیسی

ترک‌های انجمادی

Subject Term

آهن-گالیم (گالفنول)- تنگش مغناطیسی- ریزساختار- ذوب لیزری- ترک‌های انجمادی

Subject Term

Iron-Gallium (Galfenol) - Magnetostriction - Microstructure - Laser melting - Laser cracks

فلاحی، ساناز

Entry Element

حسین‌نژاد

Part of Name Other than Entry Element

، سیامک

Relator Code

استاد راهنما

Entry Element

صنعتی سهند

Country

ایران

Agency

دانشگاه صنعتی سهند

Call Number

مواد، ۷۰۷۱۹، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y