عنوان پایان‌نامه
بررسی فرایند اکستروژن گرم آلیاژ Ti-۶Al-۴ V و مطال
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36215;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 610
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- امیررضا شهاب
- استاد راهنما
- سیدعلی اصغر اکبری موسوی
- چکیده
- انگیزه دستیابی به اندازه دانه های فوق ریز کوچکتر از یک میکرون با خواص منحصربفرد سبب شده است در عصر حاضر با پتانسیل بزرگ و رو به رشدی از ابداعات و اختراعات در حوزه مواد حجمی نانوساختار مواجه باشیم. به نظر می رسد، محققین در هر حیطه ای که خواص ویژه ای از مواد مانند استحکام بالا، نسبت استحکام به وزن مناسب و نیز عمر خستگی بسیار بالا مورد نیاز باشد به سراغ این نوع مواد می روند. در میان روشهای ابداع شده تا کنون دو روش اکستروژن زاویه ای و اکستروژن پیچشی نزدیکتر به صنعتی شدن هستند فقط با این تفاوت که روش اول به دلیل قدمت طولانی تر پیشرفتهای بیشتری در این زمینه داشته است اما روش دوم که مبنای پژوهش حاضر می باشد دارای عمر حدود 6 ساله بوده، زوایای پنهان و پتانسیل قابل توجهی برای تحقیق دارد. در پژوهش حاضر مراحل طراحی، شبیه سازی عددی و فیزیکی، ساخت قالب و نهایتا تولید محصول نهایی در مقیاس تحقیقاتی سپری گردید. در نخستین مرحله محاسبات طراحی قالب و انتخاب توان پرس بر مبنای محاسبات مخازن جدار ضخیم تحت فشار و تئوری میدان خط لغزش انجام شد و ابعاد مناسب هسته پیچشی و رینگهای محافظ فشاری محاسبه گردید. سپس رفتار سیلان مواد مختلف از قبیل مس، آلومینیوم و تیتانیم در 1،2 و 3 پاس ، نحوه توزیع تنش وان-میسز، کرنش معادل پلاستیک در طول و سطح مقطع، همچنین حالت تنش کرنش و نیز کرنش برشی توسط شبیه سازی عددی با ابزار المان محدود نرم افزار ABAQUS 6.5 برای اولین بار در دنیا انجام شد و با داده های تجربی مقایسه شده و صحه گذاری گردید. سپس بر مبنای محاسبات انجام شده، نقشه های ساختی و مونتاژی قالب و کلیه ملحقات کشیده شد و ساخت قالب آغاز گردید. پس از ساخت قالب، مونتاژ و نصب آن بر روی پرس مناسب انجام شد و در نهایت به صورت تجربی اکستروژن پیچشی بر روی نمونه هایی بزرگتر از ابعاد انجام شده تا کنون، انجام گرفت و در پایان ریزساختار، سختی و خواص مکانیکی آنها قبل و بعد از تغییر شکل استخراج و مقایسه گردید. در نتیجه به ازای هر پاس (به خصوص در پاسهای اولیه) اندازه دانه تقریبا نصف شده و استحکام به حداقل دو برابر افزایش می یابد.
- Abstract
- Nowadays, high enthusiasm of achievement to ultra fine grains (UFG) with less than 1 micrometer sizes causes a high growing potential of innovations and inventions in the field of bulk nanostructure materials by severe plastic deformation (SPD) methods. These materials are being considered, wherever high strength to weight ratio and significant fatigue durability are of importance. Among these methods, Equal Channel Angular Press (ECAP) and Twist Extrusion (TE) are prospective ones for industrialization. The former are of longer age but the latter has been invented for 6 years and contains more passive aspects to be discovered. In this investigation, complete steps of Twist Extrusion were passed include: design, numerical and physical simulation, die manufacturing and finally producing the product in research state. Primarily, after calculating the die design and appropriate dimensions of die, computer simulation of copper, aluminum and titanium at 1, 2 and 3 passes were done by ABAQUS 6.5 software for the first time in the world and validated with experimental results. Finally, after physical simulation with paste, different samples of mentioned materials were performed. As a result, after each pass of deformation with TE, grain size decreases to half and ultimate tensile strength increases to twice of their initial values.
