Geri Dön

Multiscale & in-situ forming analysis of az31 magnesium alloy under different strain paths

AZ31 magnezyum alaşımının farklı gerinim koşulları altında çok ölçekli ve anlık şekillendirme analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 518299
  2. Yazar: KIVANÇ ALKAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT EFE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

180 ᵒC'ın altındaki sıcaklıklarda AZ31 Magnezyum alaşımının şekillendirilebilirliği kısıtlıdır ve gerinim koşullarına bağlıdır. Bu tezde, AZ31 Magnezyum alaşımının şekillendirilebilme davranışı ve kırılma mekanizması düzlemsel eşeksenli test ile incelenmiştir. Anlık ve çok ölçekli gerilme analizi AZ31 alaşımının alışılmadık şekillendirilebilirlik davranışından sorumlu mikro yapısal özelliklerini ve deformasyon mekanizmalarını açığa çıkartmıştır. Bozukluk ve dengesizliklerin oluşumunu kontrol etmek için olası çözümler sunulmuştur. Gerinim ölçümleri hem tek eksenli çekme hem de eşikieksenli çekme koşullarının toplam kırılma gerinimlerinin neredeyse aynı olduğunu, fakat her iki yükleme durumunda da farklı seviyede heterojen deformasyonun gözlemlendiğini göstermiştir. Mikro ölçekte tek eksenli çekme koşulundaki lokalizasyon oranı (Ԑlokalizasyon/Ԑortalama) 3, eşikieksenli çekme koşulunda ise 20'dir. Özellikle eşikieksenli çekme koşulu sırasında erken plastik kararsızlıklarından dolayı oluşan mikro ölçekteki lokalizasyonlar, kendilerini makroölçekte ortaya çıkartmaktadır ve şekillendirilebilirliği düşürmektedir. İkizleme ve tane sınırı kayması, her iki durumda da lokalizasyonlardan sorumlu ana deformasyon mekanizmalarıdır. Mikro yapının ayrıntılı EBSD analizi, kayma aktivitesinin tek eksenli çekme koşulundan eşikieksenli çekme koşuluna gidildikçe azaldığını gösterirken, {101 ̅2}〈101 ̅1〉 çekme ikizlerinin deformasyonu domine ettiğini göstermektedir. Tek eksenli çekme koşulunda sekme destekli tane sınırı kayması sebebiyle tanecikler arası kırılma gözlenirken, eşikieksenli çekme koşulunda aynı anda görülen tanecikler arası ve tanecikler içi kırılmalar numunelerde nihai işgörmezliğe yol açmıştır. Bu nedenle, şekillendirilebilirliğin artması için ikizlemenin ve tane sınırı kaymasının azaltılması gerekmektedir. AZ31 magnezyum alaşımlarında optimal bir şekillendirilebilirlik elde etmek için kaymaların tanecikler içinde homojen dağılması gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

Formability of AZ31 Magnesium alloy is limited and strain path dependent below 180 ᵒC. In this thesis, formability behavior and fracture mechanisms of AZ31 Magnesium alloy are investigated by in-plane biaxial testing. In-situ and multiscale strain analysis reveal the microstructural features and deformation mechanisms responsible form the unusual forming behavior of the AZ31 alloy and offer possible solutions to control the forming defects and instabilities. The strain measurements show that the equivalent fracture strains of both uniaxial and equibiaxial stress states are nearly the same, however heterogeneous deformation is observed at both loading conditions. At microscale, localization ratio (Ԑlocalized/Ԑmean) is 3 in uniaxial tension and 20 in equibiaxial stretching. The localizations at the microscale reveal themselves at the macroscale and limit the formability, especially under equibiaxial stretching, by early plastic instabilities. Twinning and grain boundary slip are the main deformation mechanisms responsible for the localizations at both conditions. A detailed analysis of the microstructure by EBSD indicates that the slip activity decreases from uniaxial tension to equibiaxial stretching, while the formation of {101 ̅2}〈101 ̅1〉 tension twins dominates the deformation. In uniaxial tension, intergranular fracture occurs due to the slip assisted grain boundary sliding but in equibiaxial stretching, a mixture of a transgranular and intergranular fracture leads to the ultimate failure of the samples. Therefore, twinning activity and grain boundary slip should be suppressed to increase the formability. A uniform distribution of slip within the grains should yield the optimum formability for AZ31 Magnesium alloy.

Geri Dön