جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای علیرضا فلاح نژاد)
ارائه دهنده: علیرضا فلاح نژاد
استاد راهنما: دکتر مهدی جوانبخت
استادان مشاور: ---
استادان داور: دکتر مهدی سلمانی تهرانی – دکتر مصطفی جمشیدیان
چکیده:
در این پژوهش، تاثیر تنش سطحی غیرالاستیک نانوحفره و تنش غیرالاستیک صفحه‌ی مشترک آستنیت-مارتنزیت بر روند رشد مارتنزیتی در سطح نانوحفره بررسی می‌شود. تنش غیرالاستیک صفحه‌ی مشترک استحاله، تنشی ناشی از انرژی صفحه‌ی مشترک آستنیت-مارتنزیت است. با استفاده از روش میدان فاز، در ابتدا، معادلات جفت‌شده‌ی کان-هیلیارد و الاستیسیته، که شامل تنش سطحی حفره هستند، به منظور ایجاد نانوحفره‌ای با اندازه‌ی دلخواه حل می‌شود. معادله‌ی کان-هیلیارد بر اساس انرژی‌های آزاد شیمیایی، الاستیک و گرادیان در نظر گرفته می‌شود. سپس، معادلات جفت‌شده‌ی گینزبرگ-لاندا و الاستیسیته، که شامل هر دو تنش سطحی حفره و تنش صفحه‌ی مشترک استحاله هستند، به منظور شبیه‌سازی تحولات نانوساختار مارتنزیتی در حضور نانوحفره حل می‌شود. در شبیه‌سازی‌ها از اندازه، صخامت و توزیع‌های متفاوتی برای نانوحفره استفاده می‌شود و در واقع شرایط اولیه‌ی متفاوتی در شبیه‌سازی‌های حفره لحاظ می‌شود. ضمنا، در معادله‌ی گینزبرگ-لاندا از بخش‌های گرمایی، الاستیک، بلوری و گرادیان انرژی آزاد استفاده می‌شود. تمامی مثال‌ها به‌صورت دو بعدی و بر مبنای کرنش-صفحه‌ای حل می‌شوند. ضمن این که، از روش اجزای محدود به وسیله‌ی نرم‌افزار کامسول برای حل مجموعه‌ی معادلات استفاده می‌شود. حل عددی بر اساس منحنی غلظت حفره و هم‌چنین منحنی پارامتر مشخصه‌ی استحاله و با مقایسه با حل تحلیلی صحت‌سنجی می‌شود. در پژوهش‌های گذشته، ضریب سینتیک استحاله در تمام ناحیه‌ی نمونه ثابت فرض می‌شد که در نتیجه، استحاله درون نانوحفره، که عملا از گاز تشکیل شده است، ادامه پیدا می‌کرد. این موضوع از نظر فیزیکی امکان‌پذیر نیست. برای برطرف کردن این اشکال، در این پژوهش، ضریب سینتیک استحاله که وابسته به غلظت حفره است معرفی می‌شود که روند غیرفیزیکی استحاله در درون نانوحفره را حذف می‌کند؛ و در نتیجه، در مقایسه با ضریب ثابت سینتیک استحاله، بیان‌گر نرخ کوچک‌تری از استحاله است. مشخص می‌شود که نانوحفره ظاهر و ریخت‌شناسی استحاله را تغییر و نرخ استحاله را کاهش می‌دهد. هر دو تنش سطحی حفره و تنش غیرالاستیک صفحه‌ی مشترک استحاله، نرخ و هم‌چنین سرعت صفحه‌ی مشترک استحاله را کاهش می‌دهند. میزان این تاثیرگذاری به شدت وابسته به شرایط اولیه و مرزی نمونه است. تاثیر تنش صفحه‌ی مشترک استحاله بر توزیع و مقادیر تنش کل در حضور نانوحفره چشم‌گیرتر است. با این وجود، کشش غیرالاستیک سطحی حفره عملا هیچ اثری بر تنش بحرانی استحاله برای دماهای مختلف ندارد. به علاوه، اثر ضریب انرژی گرادیان بر دمای بحرانی رشد استحاله با هر دو تنش سطحی حفره و تنش صفحه‌ی مشترک استحاله مورد بررسی قرار می‌گیرد که مشخص می‌شود این تنش‌ها نیز تاثیر چندانی بر دمای بحرانی استحاله نمی‌گذارند.