منصة الرسائل والاطاريح: خواص بعض سبائك الفضاء الخفيفة والمواد المركبة بدرجات الحرارة العالية

الخلاصة

بات معروفاً من ديناميك الحرارة ان التشغيل بدرجات حرارة عالية يرافقه زيادة في الكفاءة. هذا السبب تحديداً يكمن خلف تطبيقات في درجات حرارة عالية. للأسف ان التشغيل بدرجات حرارة العالية يزيد من مهاجمة اوساط التشغيل المعادية ويسبب نقصان كبير في الخواص الميكانيكية . يهدف البحث الحالي لدراسة تأثير عناصر السبك ومتغيرات اخرى على سلوك سبائك ذات اساس (Al-Cu-Mg) بدرجات الحرارة العالية. كما تم استخدام التحليل النظري للتنبؤ بانفعال الزحف. ان دراسة الانفعال المعتمد على الزمن يمثل عملية طويلة ومكلفة وتستهلك اختباراتها وقتاً طويلاً لذا تم تصميم وبناء خمس اجهزة لاختبار الزحف تضمنت تحضير (100) نموذج. كما تم استخدام تقنية السباكة التي هي الاخرى تضمنت تصميم وبناء فرن غازي ذوسعة أكثرمن (10) كغم تقريبا ويعمل حتى (1000) درجة مئوية. وجرت السباكة بقالب فولاذي خاص يوفر امكانية التجمد الاتجاهي. كما تم تصميم وبناء فرن كهربائي يعمل حتى (1000) درجة مئوية وذلك باستمرارية في التعاملات الحرارية للنماذج المحضرة . تم استخدام ماكنة (CNC) لتشغيل النماذج بالابعاد القياسية كما جرى استعمال المجهر الالكتروني الماسح في الاختبارات الميتالورجية . وكدلك تم ادخال تحويرات محددة لاجراء اختبار الشد بدرجات حرارة مختلفة لقياس معامل المرونة (Em) ومقاومة الشد القصوى (UTs). اظهرت النتائج ان معامل المرونة (Em) للنماذج يعتمد على درجة الحرارة التي يجري عندها الاختبار والتي يتحكم بها البنية البلورية. اما مقاومة الشد القصوى فقد اظهرت سلوكاً مشابهاً ، كما اظهرت السبائك التي تحتوي على (SiC) زيادة في قيم معامل المرونة ومقاومة الشد القصوى بلغت %32 و %03 على التتابع مقارنة بالسبيكة (A). ان تأثير كربيد السيلكون (SiC) على منحنيات الزمن- ألانفعال كان واضحاً اذ ان منحنيات الزحف للسبائك الخالية من (SiC) بلغت نقطة الكسر بينما السبائك المناظرة الحاوية على هذا المركب (Ac) لازالت منحنيات الزحف لها في بداية الاختبار كذلك فان اضافة الليثيوم(Li) وحده او الليثيوم + الزركونيوم (Li+Zr) للسبيكة (A) سببت تحسناً في منحنيات الزحف وذلك للتأثير على عملية الترسيب وحجم الحبيبات ومعدل التشكيل وخاصة في المراحل الاولى. البحث الحالي اظهر وجود نماذج فشلت بالكسر السريع سواء بدرجات الاختبار العالية او الافراط في التحميل ، اما قيم الانفعال المحسوبة من التحليل النظري فكانت اقل مما اظهرته الاختبارات العملية.