عنوان پایان‌نامه
کنترل پارامترهای فرآیند (ECAE) به منظور دستیابی به محصول نانو ساختار باتوزیع یکنواخت کرنش
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2501;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60362
- تاریخ دفاع
- ۱۶ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهدی بهبودی جویباری
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا
- چکیده
- برای بهبود خواص مکانیکی فلزات روشهای مختلفی ارائه شده است که یکی از بهترین آنها ریز دانه کردن ساختار کریستالی است. برای ریزدانه کردن رویکردهای مختلفی وجود دارد که ایجاد تغییر شکل پلاستیک شدید از مهمترین آن ها است. یکی از مهم ترین روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، اکستروژن زاویه ای با مقاطع همسان است که طی آن مواد بسیار ریزدانه حاصل می گردد. در این روش، ماده که معمولا به صورت میله گرد می باشد از کانال زاویه دار قالب عبور کرده و در آن تغییر شکل برشی شدیدی ایجاد می شود و در نهایت ماده ی ریزدانه به دست می آید. فرآیند ریزدانه کردن از طریق ECAE باعث بهبود استحکام و دیگر خواص مکانیکی ماده می شود. اما طی آن مقداری از انعطاف پذیری ماده کاسته خواهد شد. به این ترتیب ماده در برابر بارگذاری سیکلی، آن طور که باید رفتار مناسبی نشان نمی دهد، هر چند رفتار خستگی ماده ی ریزدانه در مقایسه با ماده ی درشت دانه بهتر است. در این پایان نامه، عملیات ECAE بر روی آلیاژ آلومینیوم 6061 انجام شد و با استفاده از مسیرهای مختلف پیرسازی پس از ECAE تلاش در جهت بهبود خواص خستگی ماده صورت گرفت. سپس خواص مکانیکی حاصل از ترکیب فرآیند ECAE و پیرسختی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از فرآیند ECAE، افزایش جالب توجه استحکام و سختی و کاهش ملموس میزان افزایش طول نهایی تا لحظه شکست نمونه را نشان داد. عملیات حرارتی پیرسختی موجب بهبود مناسب استحکام و انعطاف پذیری ماده شده و با انجام تست خستگی کم چرخه، بهبود خواص خستگی ماده ی مورد آزمایش مشاهده گردید. در نهایت بهترین پروسه ی ترکیبی ECAE و پیرسختی از بین پروسه های مورد آزمایش انتخاب گردید، به این صورت که دو پاس ECAE برای نمونه در نظر گرفته شده و پس از هر پاس ECAE به اندازه ی نصف زمان لازم برای رسیدن به پیک سختی عملیات پیرسختی انجام میشود. کلید واژه ها: تغییر شکل پلاستیک شدید، اکستروژن زاویه ای با مقاطع همسان (ECAE)، عملیات پیر سازی ، خستگی فلزات، بارگذاری سیکلی، آلیاژهای آلومینیوم.
- Abstract
- Numerous methods have been developed for the aim of improving mechanical properties of materials. Grain refining is among the important ones. Severe plastic deformation (SPD) is a prominent approach used for grain refining. One of the most important SPD methods is Equal Channel Angular Extrusion which contributes to ultra-fine grain materials. In this technique, a billet of material passes through the angular channel and a severe shear plastic deformation occurs and consequently an ultra-fine grain material is achieved. Grain refining obtained by using ECAE results in improved strength and other mechanical properties of the material; however it may cause a decrease in ductility. Therefore the material does not act properly well in cyclic loading, although the fatigue behavior of the fine grain material is better when compared to the coarse grain material. In the presented thesis, ECAE has been operated on 6061 aluminum alloy and then we attempted to enhance fatigue properties of the alloy by using different aging procedures. Then, mechanical properties of the material after combination of ECAE and aging have been investigated. The results show the increase in strength and hardness and a decrease in total elongation of the material after ECAE. Moreover, aging heat treatment contributes to an improved strength, ductility, and enhanced fatigue properties of the alloy have been observed by doing low cycle fatigue test. Eventually the best ECAE-Aging combined procedure has been selected among the investigated procedures: two passes of ECAE is considered for the samples and after each pass, aging procedure will be conducted for half of the time needed for the peak of aging hardness. Keywords: Severe Plastic Deformation, Equal Channel Angular Extrusion (ECAE), Fatigue, Cyclic behavior, Aluminum alloys.
