11274

11274

بكارگيري روشي جديد براي بدست آوردن مواد با ساختار نانو (فرايند ECFE)

كارشناسي ارشد

مكانيك - ساخت و توليد- شكل دهي

دي ماه 1391

دي ماه 1391

دكتر فرامرز جوانرودي

چكيده بهبود خواص مكانيكي مواد از طريق ريز دانه نمودن با توجه به نياز روزافزون به آلياژهاي با خواص مكانيكي عالي در صنايع مختلف، در سال هاي اخير مورد توجه بسياري از محققان بوده و فرايندهاي متنوعي در قالب روش هاي تغيير شكل پلاستيك شديد به اين منظور ارائه شده است. دراين پايان نامه نيز يك روش جديد SPD براي نمونه هاي با مقطع مستطيلي ارائه شده است. فرآيند ECFE ، به عنوان يك روش جديد، با اعمال كرنش¬هاي شديد پلاستيكي در حين تغيير شكل نمونه، بدون تغيير قابل ملاحظه¬اي در سطح مقطع آن، قابليت ايجاد ريز ساختار در مواد مختلف را دارا مي¬باشد. در اين پايان نامه تلاش شده است با استفاده از فعاليت¬هاي تجربي و شبيه¬سازي المان محدود، به بررسي تأثير اين فرآيند بر روي خواص آلومينيوم 6082 و مطالعه بر روي پارامترهاي تأثير گذار در اين فرآيند پرداخته شود. نتايج حاصل شده از آزمون¬هاي كشش نشان مي¬دهد كه استحكام تسليم نمونه¬هاي آلومينيومي بعد از چهار پاس با افزايش 72 درصدي از مقدار اوليه 85 مگاپاسكال به 146 مگاپاسكال رسيده است و استحكام نهايي نيز از مقدار اوليه 140 مگاپاسكال با 23 درصد افزايش به 172 مگاپاسكال رسيده است. در مقابل، ازدياد طول نسبي نمونه ها بعد از چهار پاس، از 25 درصد به 12 درصد كاهش يافته است. سختي نمونه¬ها كه توسط ميكروسختي ويكرز سنجيده شده است, نشان مي¬دهد كه بعد از چهار پاس, سختي با 89 درصد افزايش از مقدار اوليه 32 ويكرز به 61 ويكرز افزايش يافته است. همچنين نتايج آزمايش XRD و محاسبه اندازه دانه با استفاده از رابطه ويليامسون-هال نشان مي¬دهد كه اندازه دانه بعد از پاس چهارم به 154 نانومتر رسيده است. نتايج شبيه¬سازي براي نيروي اعمالي در طول فرايند مطابقت مناسبي با نتايج تست هاي آزمايشگاهي دارد وهمچنين نشان مي دهد، فرايند ECFE ضمن داشتن كرنشي تقريبا برابر با فرايند ECAP، داراي S.D نصف و نيرويي در حدود 38 درصد كمتر مي باشد. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد با افزايش تعدادپاس ها، در هر پاس كرنش به اندازه 1 افزايش مي يابد اما افزايش كرنش اعمالي با افزايش S.D و توزيع ناهمگن تر آن همراه است. همچنين تغييرات كرنش در راستاي ضخامت از مركز به سمت بيرون صعودي بوده ومطابق با تغييرات سختي در تست هاي آزمايشگاهي مي باشد. واژه‌هاي كليدي: تغيير شكل پلاستيك شديد، فرآيند ECFE، آلومينيوم 6082