عنوان پایان‌نامه
تحلیل ماشینکاری تخلیه الکتریکی آلومینیوم ۶۰۶۱ فوق ریزدانه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3510;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79009;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3510;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79009
- تاریخ دفاع
- ۱۵ آبان ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمدسجاد مهدیه
- استاد راهنما
- رمضانعلی مهدوی نژاد
- چکیده
- تولید فلزات فوق ریزدانه (UFG) به دلیل دارا بودن نسبت استحکام به وزن بالا در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. تا به امروز روش های زیادی برای تولید مواد فوق ریزدانه ارائه شده است که از آن جمله می توان به روش فشار درکانال های مساوی زاویه دار (ECAP) اشاره نمود. به منظور تولید دقیق و با کیفیت محصولات نهایی از فلزات فوق ریزدانه، استفاده از فرآیندهای ثانویه همچون ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) ضروری به نظر می رسد. مواد فوق ریزدانه به دلیل کرنش های بالایی که در حین تولید به آنها وارد می گردد، از نظر ترمودینامیکی ناپایدار هستند و بر اثر اعمال انرژی خارجی تغییر ساختار می-دهند. از طرفی ماشینکاری تخلیه الکتریکی فرآیندی الکتریکی-حرارتی است که بر سطح قطعه کار اثرات نامطلوبی می گذارد. از این رو در رساله حاضر اثرات ناشی از ماشینکاری تخلیه الکتریکی شامل: ضخامت لایه انجماد مجدد، ضخامت منطقه متأثر از حرارت، ریزساختار لایه های سطحی، چگالی ترک های موجود در سطح، میزان انرژی ذخیره شده، ترکیب شیمیایی لایه های سطحی و ریزسختی بر روی آلومینیوم فوق ریزدانه و درشت دانه بررسی و نتایج آنها با یگدیگر مقایسه شده است. نمونه های آلومینیومی توسط مدار ایزوپالس و مدار RC ماشینکاری تخلیه الکتریکی شده اند. نتایج به دست آمده حاکی از افزایش میانگین ضخامت لایه انجماد مجدد و منطقه متاثر از حرارت و همچنین افزایش چگالی ریزترک ها در نمونه های ریزدانه نسبت به درشت دانه است. میزان انرژی داخلی برای آلومینیوم ریزدانه بیشتر از آلومینیوم درشت-دانه اندازه گیری شد که این انرژی بر اثر ماشینکاری تخلیه الکتریکی در نمونه های ریزدانه کاهش و در نمونه های درشت دانه افزایش می یابد. ریزسختی آلومینیوم بر اثر ریزدانه شدن افزایش می یابد ولیکن پس از ماشینکاری، سختی منطقه متاثر از حرارت ناگهان کاهش می یابد. در ماشینکاری آلومینیوم فوق ریزدانه توسط مدار RC، ضخامت لایه انجماد مجدد و منطقه متاثر از حرارت، چگالی ریزترک ها و تغییرات ریزساختاری نسبت به ماشینکاری با مدار ایزوپالس، به طرز چشمگیری کاهش می یابد. درنهایت می توان به این نتیجه رسید که ماشینکاری تخلیه الکتریکی اثرات نامطلوبی بر آلومینیوم فوق ریزدانه می گذارد ولیکن این اثرات را می توان با به کارگیری مدار RC، به حداقل رساند.
- Abstract
- Nowadays, using the Ultra-Fined Grain (UFG) materials in the industries is exceeding, due to their high strength and low weight. UFG materials can be produced by Severe Plastic Deformation (SPD) methods. One of the common SPD methods is Equal Channel Angular Pressing (ECAP). In order to manufacture precise and accurate final industrial parts out of UFG materials, using machining processes such as Electrical Discharge Machining (EDM) is necessary. Because of high strains imposed to the UFG materials during SPD process, the UFG material have high internal energy and are thermodynamically unstable. Thus, they are prone to microstructural changes by any slight mechanical or thermal external energy. On the other hand, EDM is a thermo-electrical process with undesired effects on the machined surface of the workpiece. In the present thesis, these unwanted effects, including recast layer, Heat Affected Zone (HAZ), micro-cracks, surface roughness, internal energy, hardness, and structural changes of the surface layers are investigated on the UFG and coarse grain EDMed aluminum samples and compared to each other. The samples are EDMed in roughing mode and with RC-type generator. The results show that the recast layer and the HAZ are thicker in the UFG aluminum samples than the coarse grain ones. The cracks density is higher in the UFG samples also. The internal energy of the EDMed sample, increases in the coarse grain samples but decreases in the UFG samples. The micro-hardness of the recast layer is very high but suddenly decreases in the HAZ area for both coarse grain and UFG samples. The thickness of the recast layer and HAZ and the cracks density noticeably decrease, while using RC type generator. This can be concluded that, although the EDM process undesirably affects the UFG aluminum, these effects can be decreased by using RC-type generator Keywords: Ultra-Fined Grain (UFG), Equal Channel Angular Pressing (ECAP), Electrical Discharge Machining (EDM), Recast Layer, Heat Affected Zone (HAZ), RC-type Generator.
