16348

16348

ارائه يك روش تركيبي جديد جهت اعمال تغيير شكل پلاستيك به مقاطع با سطح مقطع كوچك

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

آبان ماه 314

دكتر محمد صديقي

مكانيك

چكيده فرآيند هاي تغيير شكل پلاستيك، فرآيند هايي هستند كه طي آن ها نمونه دچار تغيير شكل پلاستيك در مقطع خود شده كه اين تغيير شكل پلاستيك اعمالي سبب بهبود خواص مكانيكي و ريزساختار نمونه خواهد شد. در اين پايان نامه سيم هاي آلومينيوم خالص تجاري ابتدا آنيل شده و سپس با استفاده از يك روش تركيبي جديد مورد مطالعه قرار گرفته اند. در اين روش جديد، ابتدا به سيم هاي نمونه توسط دستگاه تست پيچش، كرنش پلاستيك پيچشي اعمال شده و سپس اين سيم ها از يك قالب همسان زاويه دار با زاويه شكست 377 درجه عبور داده شده اند. به منظور مطالعه تأثير اين فرآيند، ابتدا تأثير اعمال پيچش به سيم ها بررسي شده است. اين بررسي ها شامل تست كشش، تست سختي و بررسي هاي ريزساختاري هستند. سپس به منظور بررسي تأثير فرآيند عبور از قالب، سيم هاي تحت پيچش قرار گرفته از 3 تا 9 پاس، به داخل قالب هدايت شده و سپس خواص مكانيكي و تحولات ريزساختاري اين سيم ها از طريق تست هاي مختلف بررسي شده اند. نتايج تست هاي مكانيكي انجام شده نشان مي دهند كه در اثر اعمال پيچش با گام پيچش 35 ميلي متر بر سيم هاي ذكر شده، استحكام نهايي اين سيم ها تا 57 % افزايش مي يابد. اما انعطاف پذيري اين نمونه ها از 22 % براي نمونه آنيل شده به 2.8 % كاهش مي يابند. نتايج ساير تست ها نيز بيانگر افزايش انعطاف پذيري نمونه هايي است كه پس از پيچش از قالب عبور داده شده اند. انعطاف پذيري نمونه با گام پيچش 35 ميلي متر كه به 2.8 % كاهش يافته بود، پس از 9 پاس عبور از قالب به 7.8 % افزايش خواهد يافت. تصاوير ريز ساختار تهيه شده از نمونه هاي تحت پيچش خالص بيانگر جهت گيري تدريجي دانه ها در جهت تنش پيچشي وارد بر سيم و ريزتر شدن دانه هاي سطح سيم براي تمامي نمونه ها است. در اثر عبور از قالب نيز دانه هاي سطح سيم دچار كشيدگي در جهت طول سيم خواهند شد. بعلاوه عبور از قالب فرآيند باعث ريزتر شدن دانه هاي لايه مركزي سيم خواهد شد. واژه هاي كليدي: تغيير شكل پلاستيك، سيم آلومينيوم، تست كشش، ريزساختار، تست سختي

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Severe Plastic Deformation (SPD) methods are kind of metal forming processes in which enhanced mechanical properties can be achieved by imposing large plastic deformation to a raw material. In this study, a novel combined process has been introduced for imposing large plastic deformation to initial Al wires. In the proposed method, the annealed wires were twisted to different pitch lengths an​d then pressed into an equal channel angular die of 170 degree with the aim of 6 rolls. Firstly, different parameters of the process were investigated by finite element method. Then, the effects of pure torsion an​d combined deformation method on the mechanical an​d microstructures of processed wires have been experimentally investigated. Results show that by achieving 15mm pitch length by torsion deformation, the ultimate tensile strength of raw material increased about 50%. Beside elongation of the deformed wires decreased to 2.8% from 22% compared to the annealed one. Other results indicate that by pressing the twisted wires into the ECAP-die channel, the elongation of specimens will increase significantly. For the 15mm pitch length wires, after four passes of pressing into the die channel, the elongation will increase to 7.8%. Microstructure images of twisted wires show that by applying torsion deformation grains will elongate into the direction of maximum shear stress. Also, these images revealed that the grain size on the surface layer of wires will experience a higher level of refinement in comparison to the grains at the wire center. By pressing the twisted wires into the die channel grains will elongate in the longitude direction on the surface layer an​d grain size will decrease at the wire center. Keywords: plastic deformation, Al wire, tensile test, microstructure, microhardness test