تأثیرات تنش پسماند بر تردی هیدروژنی در نوعی فولاد

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: تأثیرات تنش پسماند بر تردی هیدروژنی در نوعی فولاد

ارائه دهنده: Provider: محمدرضا پارسائیان - مهندسی مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر رحمن سیفی - دکتر امیرحسین محمودی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر علی علوی‎‌نیا - دکتر هاشم مظاهری

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 8 - 1403/12/25

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۵۵

چکیده: Abstract: با توجه به نقش فزاینده هیدروژن به‌عنوان منبعی پاک برای تولید انرژی، تردی هیدروژنی یکی از موانع اصلی در بهره‌برداری ایمن از این گاز به‌شمار می‌رود که با تضعیف خواص مکانیکی مواد، عمر مفید قطعات را کاهش می‌دهد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر عملیات ساچمه‌زنی و سنگ‌زنی بر تردی هیدروژنی انجام شد و به نقش تنش‌های پسماند و زبری سطح در این پدیده پرداخت. در این مطالعه، نمونه‌ها پس از سنباده‌زنی، تحت عملیات ساچمه‌زنی (برای ایجاد تنش پسماند فشاری) یا سنگ‌زنی (برای ایجاد تنش پسماند کششی) قرار گرفت. سپس، با روش الکتروشیمیایی هیدروژن‌دهی شدند و خواص مکانیکی آن‌ها از طریق آزمون کشش ارزیابی گردید. یافته‌ها نشان داد که ساچمه‌زنی به‌تنهایی قادر به بهبود مقاومت در برابر تردی هیدروژنی نیست و این امر به عواملی چون میزان تنش پسماند، زبری سطح و هندسه نمونه‌ها وابسته است. در مقابل، نمونه‌های سنگ‌زنی‌شده با زبری سطحی به‌مراتب بهتر (حدود 3.5 برابر بهبود نسبت به‌حالت اولیه) و یکنواختی ابعادی بالاتر در بخش گیج (با ابعاد یکسان در تمام نقاط)، عملکرد برتری نسبت به نمونه‌های دیگر نشان دادند. به‌طور مشخص، در بدترین حالت، 5.34 درصد کاهش در تنش نهایی، 9 درصد کاهش در کرنش پلاستیک، و 7 درصد کاهش در کرنش شکست کلی شد، در حالی که سنگ‌زنی در بهترین حالت در حدود صفر درصد کاهش در تنش نهایی و 11.85 درصد افزایش در کرنش پلاستیک و 10 درصد افزایش در کرنش شکست کلی را به‌همراه داشت. نمونه‌های ساچمه‌زنی‌شده به‌دلیل اختلاف ابعادی 0.02 تا 0.05 میلی‌متر در بخش گیج، تحت‌تأثیر منفی قرار گرفت. این نتایج بر اهمیت ویژگی‌های سطحی در کاهش تردی هیدروژنی تأکید دارند. در ادامه شبیه‌سازی انتشار هیدروژن و تأثیر آن بر تنش‌های هیدرو استاتیک با استفاده از قانون فیک و نرم‌افزار آباکوس انجام شد. نتایج نشان داد، این روش قادر به شبیه سازی تردی هیدروژنی واثرات آن می‌باشد، اما به دلیل خطا و ضعف‌های موجود در این روش شبیه‌سازی، تفاوت معنا داری بین نتایج شبیه‌سازی با نتایج آزمایش مشاهده شد.