عنوان پایان‌نامه
بررسی و تحلیل رفتار ناهمسانگردی لوله های فوق ریز دانه و نانو ساختار برنجی تولید شده به روش PTCAP
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2740;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64678
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- وحید توکلی سییج
- استاد راهنما
- محمود موسوی مشهدی, قادر فرجی
- چکیده
- روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، از جمله روش های تولید مواد فوق ریز دانه و نانوساختار است که به دلیل ایجاد خواص مکانیکی فوق‌العاده در دو دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این فرآیندها که با توجه به شکل محصول آن دسته بندی می شوند، در اثر اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید به فلز، باعث تغییرات ریزساختاری در آن شده و ساختار ماده را تا حد نانومتری تغییر می دهند. در این پژوهش لوله های فوق ریزدانه و نانو ساختار برنج 70/30 با استفاده از روش فشار در کانال های زاویه دار لوله ای موازی (PTCAP) در تعداد پاس و دماهای مختلف تولید شده و به مطالعه تاثیر این دو فاکتور بر روی خواص مکانیکی و خواص ناهمسانگردی لولههای فوق‌ریزدانه و نانوساختار می‌پردازد. نتایج نشان می‌دهد که ناهمسانگردی بسیار شدیدی در لولههای فوق‌ریزدانه در مقایسه با لولههای آنیل شده وجود دارد. استحکام نهایی در لولههای یک پاس در جهت محیطی حدود 1220 مگاپاسکال می‌باشد در حالی که استحکام نهایی در جهت طولی حدود 580 مگاپاسکال می‌باشد. به عبارت دیگر استحکام نهایی در جهت محیطی حدود 106% و در جهت طولی حدود 66% افزایش یافته است. مقایسه بین استحکام تسلیم بین لولههای یک بار فرآیند شده و عادی نشان می‌دهد که استحکام تسلیم از 106 مگاپاسکال به 344 مگاپاسکال در جهت طولی و از 359 مگاپاسکال به 1013 مگاپاسکال در جهت محیطی افزایش یافته است. در واقع حدود 224% در جهت طولی و 182% در جهت محیطی افزایش یافته است. در تعداد پاس‌های بالاتر تقریبا درصد افزایش استحکام تغییری نکرده است. سختی لولههای فرآیند شده تا سه برابر نسبت به لولههای عادی افزایش یافته است. هم‌چنین سختی این لوله‌ها در راستای محیطی نسبت به راستای طولی بیشتر است. صفحات کریستالی (111) بعد از انجام فرآیند در جهت شعاعی جهت‌گیری می‌کنند در حالی که قبل از فرآیند حالت پراکنده‌ای در لوله داشت.هم‌چنین انجام فرآیند در دمای بالا میزان استحکام و سختی نسبت به دمای محیط کاهش یافته است. میزان استحکام نهایی در دمای 100 درجه حدود 36% در جهت طولی و حدود 50% در جهت محیطی افزایش یافته است و در دمای 200 درجه، استحکام نهایی حدود 49% در جهت طولی و 54% در جهت محیطی افزایش یافته است. هم‌چنین با افزایش دما، میزان ناهمسانگردی کاهش پیدا کرده است. واژه های کلیدی: لولههای فوق ریزدانه، تغییر شکل پلاستیک شدید، روش فشار در کانالهای زاویه دار لولهای موازی، خواص ناهمسانگردی، خواص مکانیکی
- Abstract
- There has been much interest in recent years in improving material properties by grain refinements using severe plastic deformation (SPD). With applying severe plastic deformation to metals, the structure changes and nano structure produce. In this study, ultra-fine grained brass 70-30 fabricate by parallel tubular channel angular pressing (PTCAP) in different passes and temperatures. Mechanical anisotropic behavior of UFG Cu-30%Zn tubes produced via PTCAP process is examined and the effect of passes and temperature on anisotropy and mechanical properties is investigated. The results showed that there is a severe anisotropy in UFG tubes in comparison with course grained counterparts. The PTCAP processed tube showed a very high strength of about 1220 MPa along the peripheral direction while it is about 580 MPa along the axial direction. In other words, Ultimate strength increased about 66 % and 106 % along the axial and peripheral directions, respectively. Comparison between the yield strength of CG and UFG tubes shows that the yield strength increases from ~106 MPa to ~344 MPa along the axial direction and ~359 MPa to ~1013 MPa along the peripheral direction. In the other word, the yield strength increases about 224 % and 182 % along the axial and peripheral directions, respectively. Further passes of the process only have a minor effect on the tube properties. Hardness increases 3 times greater than anneal one. The hardness in the peripheral direction was almost greater than that in the axial direction which is in a good agreement with anisotropy of tensile properties. The {111} plane was rotated about 90° with reorientation toward the radial direction after PTCAP processing while it is almost dispersal with a small texture to the extrusion direction in the annealed sample. Strength and hardness decrease with increasing processing temperature. At 100?, ultimate strength increases about 36% and 50% along the axial and peripheral directions, respectively. At 200?, ultimate strength increases about 49% and 54% along the axial and peripheral directions, respectively. Also, with increasing the temperature of process, anisotropic reduces. Key words: UFG tube; SPD; PTCAP; Severe mechanical anisotropy; mechanical properties
