شبيه‌‌سازي مكانيكي و ريزساختاري فرايند جوشكاري اصطكاكي دوراني آلياژ اينكونل 718 با روش اجزاي محدود

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

فرايند جوشكاري اصطكاكي دوراني يكي از فرايندهاي صنعتي است كه به دلايل مختلف امكان اندازه‌‌گيري پارامترهاي مختلف آن فراهم نيست به همين دليل لازم است تا از روش شبيه‌‌سازي براي آگاهي از اين اطلاعات استفاده شود. روش اجزاي محدود يكي از روش‌‌هاي عددي است كه بر پايه حل تقريبي معادلات ديفرانسيل جزئي طراحي شده و در نرم‌‌افزار آباكوس از اين روش استفاده مي‌‌شود. در اين تحقيق به بررسي اتصال دو لوله مشابه آلياژ اينكونل 718 پرداخته شده است. آلياژ اينكونل 718 به عنوان يك سوپرآلياژ پايه نيكل با ساختار آستنيتي شناخته مي‌‌شود كه به دليل داشتن استحكام، مقاومت به خوردگي، چكش خواري، اكسيداسيون و مقاومت خزشي مناسب در دماي بالا، كاربردهاي مختلفي در ساخت توربين‌هاي گازي، موتورهاي موشك، صنايع هوافضا، نيروگاه‌‌ها و صنايع شميايي دارد. به همين دليل لازم است تا جوشكاري آن به گونه‌‌اي انجام شود تا وجود جوش به عنوان يك عيب در استفاده آن در صنعت تأثير گذار نشود. به منظور استخراج پارامترهاي مهم فرايند كه بر تحولات متالورژيكي قطعات تأثير گذار هستند از شبيه‌‌سازي اجزاي محدود با استفاده از نرم افزار آباكوس استفاده شد. در اين شبيه‌‌سازي تلاش شد تا پارامترهاي مكانيكي-حرارتي به ويژه پارامترهاي تنش، كرنش، نرخ كرنش و دما در طول زمان براي نقاط مختلف قطعه با بيشترين دقت شبيه‌‌سازي شود و نتايج آن با دقت خوبي با نتايج آزمون عملي منطبق شد. در ادامه به منظور بررسي تحولات ريزساختاري از مدل‌‌‌‌هاي ساختاري مثل جانسون-آورامي استفاده شد. با استفاده از اين مدل‌‌ها خروجي‌‌هاي حاصل از اجزاي محدود به متغيرهاي متالورژيكي با استفاده از كدنويسي به زبان فرترن-سابروتين نويسي تبديل شد. با استفاده از اين معادلات ضخامت ناحيه متأثر از تبلور مجدد براي مركز و كناره¬هاي لوله به ترتيب 480 و850 ميكرومتر به دست آمد كه اين اعداد در گزارش آزمون عملي به ترتيب 500 و800 ميكرومتر عنوان شد. علاوه براين اندازه دانه در مركز لوله و مجاور فصل مشترك جوش 2-9/1 حاصل شد كه آزمون عملي مقدار 1/2 را گزارش داده است. ورودي‌‌هاي لازم جهت انجام اين شبيه‌‌سازي براي آلياژ اينكونل 718 از مقاله نلسون وهمكاران گرفته شد و در پايان نتايج به دست آمده با استفاده از داده‌‌هاي همين مقاله اعتبار سنجي شد.

219503

شناسايي و انخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان