14468

14468

بكارگيري فرايند اكستروژن مستقيم با كانال هاي همسان براي توليد مواد فوق ريزدانه نانوساختار

دكتري

مكانيك

بهار 1394

بهار 1394

دكتر فرامرز جوانرودي

دكتر محمد صديقي

مكانيك

چكيده روش¬هاي تغييرشكل پلاستيكي شديد به¬دليل بهبود خواص مكانيكي، فيزيكي، سايشي و ... فلزات و آلياژها از طريق ريزكردن دانه¬ها به¬توسط توليد و تكثير نابجايي¬ها مورد توجه فراوان محققين حوزه علم مواد قرار گرفته است. در اين تحقيق، نمونه¬هايي از جنس آلومينيوم خالص تجاري، آلومينيوم سري 6000 و نيز مس خالص تجاري به¬كمك فرايند جديدي فراوري گشته و خواص مختلف آن¬ها از سه منظر آزمايشگاهي، عددي و تحليلي بررسي گرديده است. در ابتدا، فرايند اكستروژن مستقيم با كانال¬هاي همسان به¬عنوان روشي ابداعي معرفي، طراحي و ساخته شده و سپس به بررسي خواص مكانيكيو ريزساختاريآن¬ها و نيز شبيه¬سازي فرايند و تأثير پارامترهاي پروسه در رفتار كرنشي و هم¬چنين تخمين نيروي موردنياز به¬توسط تئوري كران‏بالا پرداخته شده است. نتايج حاكي از افزايش شديد استحكام و سختي در اثر ريز شده اندازه¬دانه نمونه¬ها بعد از انجام فرايند مذكور مي¬باشد. نتايج ريزساختاري نشان مي¬دهد كه اندازه متوسط دانه نمونه¬هاي آلومينيوم خالص 1070، آلومينيوم 6082 و نيز مس خالص C10100بعد از انجام چهار پاس از فرايند به¬ترتيب از 2، 50 و 22ميكرومتر به 525، 690 و 930نانومتر مي¬رسد.هم¬چنين مقادير مدول برجهندگي و چقرمگي نمونه¬هاي اكسترود شده كاهش چشم¬گيري پيدا مي¬كند. كمترين مقدار سختي براي هر يك از نمونه¬هاي اكسترود شده در ناحيه مركزي سطح¬مقطع بدست مي¬آيد. بررسي عددي پروسه نشان مي¬دهد كه انجام يك پاس از فرايند مزبور موجب اعمال كرنش پلاستيكي 02/1 با انحراف¬معيار 301/0 مي¬گردد.نيز با اعمال كرنش برابر در دو فرايند اكستروژن مستقيم با كانال¬هاي همسان و ايكپ مشاهده گرديد كه نمونه فراوري شده با فرايند جديد داراي يكنواختي كرنشي بيشتري خواهد بود. مي¬توان نتيجه¬گيري كرد كه روش ابداعي مي¬تواند در كنار ساير روش¬هاي تغييرشكل پلاستيكي شديد، پروسه¬اي كارامد براي توليد مواد فوق¬ريزدانه و نانوساختار باشد. كلمات كليدي: تغييرشكل پلاستيكي شديد، اكستروژن مستقيم با كانال¬هاي همسان، فلزات فوق¬ريزدانه، تصاوير ريزساختاري، خواص مكانيكي، شبيه¬سازي، رفتار كرنشي