12686

12686

بررسي تجربي توليد مواد نانوساختار با استفاده از روش TECAP

كارشناسي ارشد

مكانيك - ساخت و توليد

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر حسين بيسادي

چكيده روش‌هاي تغيير شكل پلاستيكي شديد به دليل بهبود خواص مكانيكي از طريق ريز كردن دانه‌ها مورد توجه فراوان محققين در حوزه علم مواد قرار گرفته است. در اين تحقيق، دو روش ابداعي براي افزايش كارايي روش‌هاي تغيير شكل پلاستيك شديد بنام هاي عبور و پيچش همزمان در كانال هاي زاويه دار كه با سطح مقطع مربع ساخته شده است و فرآيند پرس در كانال‌هاي زاويه‌دار مارپيچ كه براي مقاطع دايروي معرفي گرديده است. اين دو فرآيند براي بدست آوردن كرنش موثر اعمالي بزرگتر، افزايش همگني مواد و نيز كاهش تعداد پاس‌هاي مورد نياز براي دستيابي به دانه‌هاي بسيار ريز يا نانو در مواد حجمي پيشنهاد داده شده است. در ابتدا، قالب هاي مورد نظر طراحي و ساخته شده است و سپس نمونه‌هايي از جنس آلومينيوم خالص تجاري تا چهار پاس تحت عمليات اكستروژن قرار گرفته است. نتايج آزمون كشش و سختي مبين اين است كه فرآيند هاي مذكور باعث افزايش قابل توجهي در استحكام نهايي و سختي آلومينيوم شده است. به گونه‌اي كه در روش عبور و پيچش همزمان در كانال هاي زاويه دار استحكام نهايي از Mpa 60 در نمونه آنيل به Mpa 154 در پاس دوم رسيده و ميانگين سختي از HV 20 در نمونه آنيل به HV 6/49 در پاس دوم رسيده است. و در روش پرس در كانال هاي زاويه دار مارپيچ استحكام نهايي ازMpa 60 در نمونه آنيل بهMpa 187 در پاس چهارم رسيده و ميانگين سختي از HV 20 در نمونه آنيل به HV 8/51 در پاس چهارم رسيده است. بهبود خواص مكانيكي ماده به علت ريزشدن اندازه دانه نمونه‌ها حاصل شده است. بررسي متالورژيكي انجام شده كاهش اندازه دانه از 150 ميكرون به حدود 7/0 ميكرون در نمونه‌هاي آلومينيومي را نشان داده است. نتايج شبيه‌سازي اجزاي محدود بيانگر اين است كه انجام يك پاس از فرآيند عبور و پيچش همزمان در كانال هاي زاويه دار باعث اعمال كرنش پلاستيكي متوسطي به اندازه 44/1 و در فرآيند پرس در كانال هاي زاويه دار مارپيچ باعث اعمال كرنش پلاستيكي متوسطي به اندازه 71/1 گرديده كه مقدار بيشينه و كمينه آن در مناطق محيطي و مركزي آن ايجاد ‌گرديده است. واژه‌هاي كليدي: تغييرشكل، عبور و پيچش همزمان، كانال مارپيچ، خواص مكانيكي