عنوان
ارائه‌ي روشي جديد جهت تقويت خواص مكانيكي سيم‌ها با اعمال تغييرشكل شديد پيوسته
نويسنده اصلي
مجتبي پوربشيري
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
روش‌هاي تغييرشكل پلاستيك شديد (SPD) همواره داراي نقاط ضعفي بوده‌اند كه كاربرد صنعتي محصولات آن‌ها را با محدود كرده است. روش كشش و پيچش هم‌زمان در كانال همسان زاويه‌دار (ECATD) با قابليت اعمال كرنش برشي در اثر تغييرشكل پيچشي و متأثر از قالب داراي كانال همسان زاويه‌دار، به عنوان فرايندي نوآورانه در اين رساله مورد مطالعه قرار گرفته است. اعمال كرنش‌هاي بزرگ با سهم قابل توجهي از كرنش برشي در اثر پيچش، منجر به توسعه‌ي ريزساختاري غيرهمگن در سيم‌هاي اوليه مي‌گردد. در اين رساله، سيم‌هايي از جنس آلومينيوم خالص تجاري و با قطر اوليه‌ي mm۴ در مراحل مختلف، تحت تغييرشكل قرار گرفته و خواص حاصل شده و ريزساختار توسعه يافته در آن‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه‌ي ريزساختار با ميكروسكوپ نوري و در ادامه با استفاده از روش EBSD، بيانگر كاهش اندازه‌ي دانه‌هاي اوليه از حدود µm100 براي نمونه‌ي آنيل به حدود µm10 در نواحي مركزي و زير µm5/2 در نواحي نزديك سطح سيم پس از چهار مرحله انجام فرايند با سرعت كشش mm/rev8/3 و سرعت چرخش rpm21 و با استفاده از زاويه‌ي كانال قالب º160 مي‌باشد. توسعه و تكثير نابجايي‌ها و گسترش دانه‌هاي فرعي و زيرساختارهاي حاصل شده از تقاطع باندهاي تغييرشكل و ميكروباندهاي برشي مهم‌ترين تغييرات ريزساختاري قابل مشاهده بوده‌اند. نتايج بررسي خواص مكانيكي، بيانگر افزايش سختي نمونه‌ها به خصوص در نواحي نزديك سطح سيم مي‌باشد. نتايج تست كشش نيز بيانگر افزايش تنش تسليم و استحكام كشش نهايي سيم اوليه است. نتايج نشان مي‌دهند با توجه به پارامترهاي تنظيم شده‌ي فرايند، گستره‌ي متنوعي از درصد ازدياد طول نسبي قابل دستيابي خواهد بود. مطابقت خوبي بين نتايج تجربي و عددي در خصوص توزيع كرنش و در نتيجه غيريكنواختي ريزساختار توسعه يافته و تغيير تدريجي سختي در مقطع سيم وجود دارد. نتايج حل تحليلي به روش كران‌بالا جهت پيش‌بيني نيروي مورد نياز فرايند نيز با مقدار نيروي اندازه‌گيري شده به روش تجربي و عددي داراي مطابقت خوبي است. اصلاح ريزساختار سيم‌هاي اوليه به صورت پيوسته و بدون محدوديت طولي و دستيابي به خواص مكانيكي بهبود يافته از مزيت‌هاي روش ECATD به شمار مي‌روند، در حالي‌كه كاهش سطح مقطع در اثر تنش‌هاي كششي از معايب آن است. نتايج نشان مي‌دهند كه با بهينه‌سازي پارامترهاي هندسي قالب و استفاده از تركيب مناسب براي فاكتورهاي فرايند جهت دستيابي به نرخ توليد بالا، مي‌توان از روش ECATD جهت توليد سيم‌هايي با خواص مكانيكي بهبود يافته در مقياس صنعتي استفاده نمود.
شماره ركورد
191501
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مكانيك
استاد راهنما
دكتر محمد صديقي