عنوان پایان‌نامه
مطالعه تجربی فرآیند ساخت میکرو لوله های فوق ریزدانه به روش ترکیبی تغییر شکل پلاستیکشدید
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3542;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79721;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3542;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79721
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آذر ۱۳۹۵
- دانشجو
- سهیل امانی
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا, قادر فرجی
- چکیده
- در سال‌های اخیر استفاده از استنت‌های منیزیمی به دلیل خواص زیست تخریب پذیری آن، با افزایش چشمگیری همراه بوده است. با توجه به خواص مکانیکی پایین منیزیم در حالت ریختگی، استفاده از این مواد با چالش‌های اساسی روبه‌رو می‌باشد. در پژوهش حاضر هدف ارائه روش ترکیبی جدیدی به منظور تولید میکرو لوله‌های فوق ریزدانه پیش فرم استنت است. در این راستا با استفاده از روش اکستروژن انبساطی متناوب (CEE)، کرنش‌های پلاستیک بالایی به نمونه ریختگی اولیه اعمال می‌شود که منجر به ریزدانه شدن ریز ساختار و همچنین افزایش خواص مکانیکی منیزیم خام می‌شود. سپس با استفاده از فرآیند اکستروژن مستقیم سطح مقطع نمونه کاهش پیدا می‌کند. پس‌ازاین مرحله سوراخی در نمونه‌ی اکسترود شده ایجاد می‌شود تا برای مرحله بعدی آماده شود. در مرحله آخر با استفاده از فرآیند اکستروژن میکرو لوله، نمونه نهایی تولید خواهد شد. به دلیل اعمال کرنش‌های پلاستیک در تمامی مراحل، میکرو لوله تولیدشده دارای خواص مکانیکی مطلوبی می‌باشد. همچنین جریان مواد، کرنش اعمال‌شده و نیروی موردنیاز فرآیند با استفاده از شبیه‌سازی اجزا محدود Deform-2D پیش‌بینی می‌شود. در این پژوهش تمامی فرآیندهای ذکرشده در دمای 400 درجه سانتی‌گراد بر روی منیزیم WE43 به عنوان ماده اولیه انجام شد. نتایج آزمایش-های تجربی نشان می‌دهد که پس از تولید میکرو لوله‌ها از نمونه خام و نمونه‌های اکسترود شده از یک و دو پاس CEE، اندازه دانه به ترتیب تا حدود 65، 27 و 5.5 میکرومتر از مقدار اولیه 130 میکرومتر کاهش می‌یابد. همچنین استحکام تسلیم، استحکام نهایی و درصد ازدیاد طول نمونه‌های دو پاس CEE و سپس اکسترود شده به میزان 152، 72 و 282 درصد نسبت به حالت اولیه افزایش پیدا کرد. میزان سختی نیز از مقدار اولیه 80 ویکرز به 114 ویکرز در میکرولوله نهایی افزایش یافت. همچنین شبیه‌سازی‌های انجام‌شده نشان داد که در تمامی فرآیندهای استفاده‌شده مقدار کرنش در نواحی نزدیک قالب بیش‌ترین مقدار خود را دارد و با فاصله گرفتن از آن از مقدار کرنش کاسته می‌شود. با توجه به نمودار هیستوگرام کرنش، مقدار کرنش پس از یک پاس از فرآیند CEE به 1.3 رسید. همچنین در فرآیندهای اکستروژن و اکستروژن میکرو لوله، مقدار کرنش میانگین 1.65 و 3 به دست آمد.
- Abstract
- The use of magnesium stents has increased significantly in recent years due to their biodegradability properties. The as-cast form of magnesium alloys faces basic challenges to be used as biodegradable stents because of the low mechanical properties. In the present research, a new combined method was proposed to fabricate UFG magnesium microtubes for biodegradable stents. In this way, cyclic expansion extrusion (CEE), as an SPD technique, has been used to increase the mechanical properties of as-cast samples through applying large plastic strain and subsequent grain refinement. After that, the samples were extruded to a small cross section by direct extrusion. A 3 mm hole was created in extruded samples to be prepared for the next step. In the final step, microtubes were fabricated by microtube extrusion method. Due to applying large plastic strain in different steps, the final microtubes have perfect mechanical properties. The material flow, applied plastic strain and required force were also investigated by Deform-2D. In this study, all the processes were done to the WE43 magnesium alloy at 400 ?C. The experimental results showed that the mean grain size decreased from ~130 ?m to 6 ?m. Yield strength, ultimate strength and elongation of processed samples were increased by 75, 60 and 160% in comparison with the as-cast sample. The value of microhardness was also increased from 80 Hv to 124 Hv. Simulations also show that the plastic strain happens in regions near die surface and by moving to central regions it decreases. According to the strain histogram, the average plastic strain is 1.3 after the first pass of CEE. It also shows that the average strain applied to material in extrusion and microtube extrusion is 1.65 and 3 respectively. Keywords: Magnesium stent, WE43 magnesium, Cyclic expansion extrusion (CEE), direct extrusion, Microtube extrusion, Simulation.
