عنوان پایان‌نامه
تحلیل عددی و تجربی رفتار سوپر پلاستیک لوله های فوق ریزدانه به روش فشار در کانال زاویه دار لوله ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3457;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78260;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3457;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78260
- تاریخ دفاع
- ۱۱ آبان ۱۳۹۵
- دانشجو
- علی فرزانه
- استاد راهنما
- محمود موسوی مشهدی
- چکیده
- مواد سوپرپلاستیک اصطلاحا به مواد بلورینی که بتوانند به طور یکنواخت و بدون رشد هیچ گونه گلویی های اولیه تا کرنش های خیلی بالا کشیده شوند،گفته می شود به طور کلی سه مشخصه اصلی برای رسیدن به سیلان سوپرپلاستیک ماده باید دانه های بسیار ریز و پایدار داشته باشد، سوپرپلاستیسیته معمولا در دماهای بالا به دست می آید و اینکه سوپرپلاستیسیته در یک نرخ کرنش بهینه به دست می آید.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 ابتدا لوله های فوق ریزدانه و نانو ساختار منیزیم AM60 با استفاده از روش فشار در کانال های زاویه دار لوله ای موازی (PTCAP) و (DPTCAP) برای یک پاس و در دمای 350 درجه سانتیگراد تولید می کنیم و سپس به مطالعه تاثیر این دو روش بر روی خواص مکانیکی لوله‌های فوق‌ریزدانه و نانوساختار و در آخر به رفتار سوپرپلاستیک ماده فوق ریزدانه می‌پردازیم. فرآیند جدید (DPTCAP) برای تنش فشاری هیدرواستاتیک بیشتر بر روی فلز در مقایسه با طرح اولیه به کار میرود.نتایج نشان میدهد که استحکام نهایی در فرآیند PTCAP از مقدار اولیه 166 مگاپاسکال به مقدار 176 مگاپاسکال میرسد و در فرآیند DPTCAP استحکام نهایی به مقدار 272 مگاپاسکال میرسد.مقایسه بین استحکام تسلیم بین لوله‌های یک پاس نشان می دهد که در فرآیند PTCAP مقدار استحکام تسلیم حدود 16 درصدافزایش یافته و به مقدار 109 مگاپاسکال رسیده اما در فرآیند DPTCAP مقدار استحکام حدود 20 درصد افزایش یافته و به مقدار 113 مگاپاسکال رسیده است. همچنین مقدار میکروسختی نمونه ها از مقدار اولیه HV49 در فرآیند PTCAP به مقدار HV67 و در فرآیند DPTCAP به مقدار HV72 می¬رسد. در این بررسی پی خواهیم برد که در فرآیند DPTCAP انعطاف پذیری قابل توجهی نسبت به PTCAP حاصل می شود.این خواص استثنایی در فرآیند جدید DPTCAP بدلیل تنش فشاری هیدرواستاتیک روی فلز در خلال فرآیند حاصل می شود. لازم به ذکر است که کرنش سوپرپلاستیک دردمای400 درجه سانتیگراد %876 افزایش یافته است. واژه‌های کلیدی: سوپرپلاستیک،لوله های فوق ریزدانه، تغییر شکل پلاستیک شدید، روش فشار در کانال های زاویه دار لوله ای موازی، آلیاژ منیزیوم AM60، خواص مکانیکی،میکروساختار،تنش هیدرواستاتیک.
- Abstract
- The superplastic forming industry is now well-established for the fabrication of complex parts from sheet metals. It was shown recently that, provided the ultrafine grain sizes introduced by severe plastic deformation (SPD) pressing are reasonably stable at the high temperatures required for superplastic flow.Various SPD techniques have recieved much attention in recent years due to their effiecient in improving properties of metallic materials. In all SPD processes، the intense shear plastic strain is applied to a specimen and result in ultrafine grain (UFG) material. Despite the need of high strength tubes for a wide range of industrial application، few SPD methods have been proposed for deforming tubular components. Parallel tubular channel angular pressing (PTCAP) is a recently developed and suitable SPD methods for tubular materials.In this thesis, a new modified dissimilar parallel tubular channel angular pressing (DPTCAP) process is presented for producing ultrafine grained tubes. This new design of PTCAP (DPTCAP) applies more hydrostatic compressive stresses to the metal in comparison with its early counterparts. To investigate capabilities of DPTCAP, the process was applied to an AM60 magnesium alloy and the microstructure and mechanical properties were evaluated. The results showed that significantly higher strength and higher ductility is achieved by DPTCAP than those by PTCAP process. Also, the hardness achieved by DPTCAP is relatively higher than that by PTCAP process. These exceptional properties were achieved in new process (DPTCAP) because higher hydrostatic compressive stresses to the metal during the process.The results showed that DPTCAP could easily produce a high strength tube. The microhardness In the DPTCAP increased significantly to 72 HV after the process from an initial value of 49 HV. It should be noted that superplastic strain at a temperature of 400 ° C has increased 876%. Keywords: superplastic; Ultrafine grained tube; AM60 Magnesium alloy; Severe plastic deformation; mechanical properties; microstructure; hydrostatic stress.
