19166

۱۹۱۶۶

بررسي كارپذيري آلياژ منيزيم AZ31 در فرآيند ECAP

كارشناسي ارشد

شكل دادن فلزات

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۱/۲۸

دكتر عليرضا ايواني - دكتر سيد حسين سيدين

دكتر حميدرضا جعفريان

مواد و متالورژي

تغيير شكل پلاستيك شديد (SPD) از روش¬هاي نوين تغيير شكل مواد است كه خواص ويژه مثل استحكام بالا در مواد را با ايجاد ساختار فوق ريز دانه (UFG) بوجود مي¬آورد . لازمه اين ريز دانگي، اعمال كرنش¬هاي بزرگ به ماده است. در فلزات با كارپذيري پايين، براي امكان اعمال اين كرنش¬هاي بزرگ، نياز است تا بررسي همه جانبه¬اي بر شرايط تغيير شكل انجام شود. از جمله اين فلزات با كارپذيري پايين، آلياژ¬هاي منيزيم است. در اين تحقيق، براي بررسي كارپذيري آلياژ منيزيم AZ31 در فرآيند ECAP، دو معيار شكست كاكرافت-لاتهام معمولي و نرمال شده، براي پيش بيني شكست اين آلياژ در شبيه سازي المان محدود با نرم افزار DEFORM 3D اعمال شده است، كه در نتيجه، مدل شكست كاكرافت-لاتهام تطابق خوبي با نمونه عملي از خود نشان داده است. در ادامه، تاثير عوامل دماي تغيير شكل و ضخامت لوله مسي نگهدارنده بر كارپذيري اين آلياژ بررسي شد. مشاهده شد كه با افزايش دما و ضخامت لوله مسي، كارپذيري نمونه افزايش يافته و لوله مسي مانع از شكست نمونه در دماي oC 175 مي¬شود. نتايج شبيه سازي در دماي بالا نيز با نمونه عملي مطابق بوده و علت اثر لوله نگهدارنده بر افزايش كارپذيري اين آلياژ در فرآيند ECAP را توضيح مي¬دهد. انجام اين فرآيند باعث ريز دانگي قابل توجه و افزايش چگالي نابجايي در نمونه مي¬شود. ميانگين اندازه دانه از مقدار μm 39 براي نمونه اوليه، بعد از يك پاس ECAP در دماي oC 175 به μm 11 كاهش يافته، و چگالي نابجايي به m-2 1015×83/16 افزايش يافته است. واژه‌هاي كليدي: تغيير شكل پلاستيك شديد (SPD)، فشار در كانال زاويه دار برابر (ECAP)، شبيه سازي المان محدود (FEM) ، معيار شكست كاكرافت-لاتهام

1397/04/11

An investigation on workability of AZ31 Mg alloy in ECAP process

7/2/2018 12:00:00 AM

Severe plastic deformation (SPD) is one of the novelest deformation techniques that improves material properties, especially strength properties, by making ultra-fine grain (UFG) microstructure by applying high strains. Indeed apply high strain in hard to work materials e.g. Mg alloys, it is important to investigate deformation conditions. In this research, for investigating workability of AZ31 Mg alloy in ECAP process and predicting fracture in it, two fracture criteria is applied to FEM simulation by DEFORM 3D commercial package software: Cockroft-Latham and Normalized Cockroft-Latham. Results shows that Cockroft-Latham criteria has a good agreement with experimental results. Also, the effect of deformation temperature and thickness of tubes in Covered Tube Casing (CTC) ECAP of samples is investigated, and it is shown that workability of samples rises in higher temperature and thickness of tubes. Simulations results have good agreement in this condition too, and explane the reason that tubes can raise workability in ECAP. This process, cause grain refminment and rising dislocation density in deformed samples. The average grain size of samples reduse from 39 μm to 11 μm, and dislocation density increase to 16.83×1015 m-2 in deformed sample at 175 oC. Keywords: Severe plastic deformation (SPD), Equal channel angular pressing (ECAP), Finite element method (FEM), Cockroft-Latham Fracture criteria