19285

۱۹۲۸۵

مطالعه تجربي تغيير شكل پلاستيك شديد لوله به كمك روش تركيبي اصطكاكي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - شكل دهي

1394-139۷

۳۰ / ۳ / ۱۳۹۷

دكتر محمد صديقي

مكانيك

در طول چند دهه اخير استفاده از مواد فلزي بخصوص لوله‌هاي فلزي با ساختارريزدانه به دليل خواص فيزيكي و مكانيكي قابل‌توجه اين مواد، گسترش وسيعي پيدا كرده است. از اين‌رو توليد و ساخت مواد ريزساختار اهميت بالايي پيدا كرده است. در ابتدا روش‌هاي تغيير شكل پلاستيك شديد بيشتر روي اشكال محدودي از قطعات محدود بودند. ولي به مرور فرآوري قطعات پركاربرد مانند لوله‌ها نيز مورد توجه قرار گرفت. يكي از فرآيندهاي تغيير شكل پلاستيك شديد لوله، فرآيند اصطكاكي تغيير شكل پلاستيك شديد لوله مي‌باشد كه اخيرا معرفي شده است. با وجود قابليت بالاي روش مذكور براي فرآوري لوله‌هاي با استحكام بالا، محدوديت‌هايي در اين روش وجود دارد كه از جمله آنها مي‌توان به دو مرحله‌اي بودن فرآيند اشاره كرد. از اين رو در اين تحقيق فرآيند اصطكاكي اصلاح شده تغيير شكل پلاستيك شديد لوله به منظور تك مرحله‌اي كردن فرآيند سابق معرفي شده است. بدين منظور در ابتدا قالبي براي انجام پيوسته فرآيند طراحي شده و آزمايشات عملي براي يافتن پارامترهاي مناسب نرخ پيشروي و سرعت دوراني انجام شد و امكان‌پذيري فرآيند در سرعت دوراني710 و نرخ پيشروي 08/0 نشان داده شده است. پس از انجام فرآيند خواص مكانيكي، ريزساختاري با استفاده از آزمايش‌هاي كشش طولي و محيطي، ميكروسختي وميكروسكوپ نوري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه استحكام در راستاهاي طولي و محيطي همراه سختي افزايش و ريزساختار كاهش قابل توجهي پيدا كرده است. درصد ازدياد طول نمونه فرآوري شده در اين فرآيندتقريبا ثابت مانده است كه نشان از برتري اين فرآيند نسبت به روش‌هاي ديگر تغيير شكل پلاستيك شديد لوله مي‌باشد. بهترين خواص مكانيكي بدست آمده براي نمونه فرآوري شده مقدار استحكام MPa 325 (در جهت محيطي) مي‌باشد كه استحكام 7/85 درصد افزايش داشته است. درصد ازدياد طول تا شكست در اين فرآيند براي لوله فرآوري شده در جهت طولي 16 درصد كاهش داشت. اندازه دانه در حالت آنيل µm76 بعد از انجام فرآيند در راستاهاي محيطي و طولي به ترتيب µm 7 و 9 تخمين زده شد كه در راستاي محيطي 91 درصد و در راستاي طولي 2/88 درصد كاهش يافته است. سختي نمونه به ميزان 8/50 درصد افزايش داشته است كه مقدار ماكزيمم آن 4/72 مي‌باشد.

1397/06/12

Experimental investigation of severe plastic deformation of tubes by friction assisted method

3/19/2020 12:00:00 AM

Throughout few recent decades, using metal tubes have increased because of their exellent mechanical and physical properties. Therfore, producing nano-structural materials have been investigated by lots of reaserchers. Initially, severe plastic deformation methods were limited on special shapes. Over time, producing common specimens like tubes were considered. One of the severe plastic deformation methods for tubular products was friction assited tube straining method which was presented recently. With regard to this method for producing high strength tubes, there are some limitations that can be refered to executing this process in two steps. Therefore, modified friction assisted tube straining method was presented in this study in order to processing the process in a single step. For this purpose, initially a die was designed for continuous process and many experimental tests for finding appropriate parameters like feed rate and rotational speed were done. Feasibility of the process was indicated at feed rate 0.08 rev/min and rotational speed 710 rev/min. Mechanical poperties and microstructure of specimens were examined by longitudinal and peripheral tensile tests, micro-hardness and optical microscopy. Results showed that tensile strength and hardness were increased considerably in longitudinal and peripheral directions. Also, microstructure was refined significantly. Approximately, elongation of processed specimen was constant which showed higher performance of this process rather than other SPD methods. The best strength of processed specimens is 325 MPa ( in peripheral direction) which is increased 85.7 percent. Elongation to fracture ratio for processed specimen in longitudinal direction was decreased to %16. Grain size of annealed specimen was 76 that is reduced to 7 and 9 in peripheral and longitudinal directions, respectively. Hardness of specimen was increased by 50.8 percent to the maximum value 72.4 Hv.