به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « تغییر شکل پلاستیک شدید » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «تغییر شکل پلاستیک شدید» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • حسن ابراهیمی باویلی، مهدی شبان غازانی، علی فردی ایلخچی*
    در مطالعه حاضر، کامپوزیت چند لایه AA2024/AA7072/AA2024 از طریق فرایند اتصال نوردی تجمعی در دمای 250 درجه سانتی گراد تولید و خواص مکانیکی آن بعد از پاس های مختلف تغییر شکل پلاستیک شدید در دمای محیط ارزیابی شد. مشاهده شد که بعد از اولین مرحله نورد تجمعی، همه لایه ها یکنواخت و پیوسته هستند؛ اما پس از مرحله چهارم  نورد تجمعی، در لایه های AA7072 به تدریج گلویی ایجاد شده و با ادامه تغییر شکل تا سیکل ششم به دلیل شکل پذیری پایین تر به قطعات کوچک تقسیم می شوند. پس از هفتمین مرحله از تغییر شکل به روش نورد تجمعی، لایه های شکسته شده AA7072 به صورت غیر یکنواخت در زمینه AA2024 توزیع می شوند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی برای مشاهده تحولات ریزساختاری و مکانیسم شکست انجام شد. همچنین خواص مکانیکی کامپوزیت حاصل با استفاده از آزمایش کشش و اندازه گیری سختی لایه ها ارزیابی شد. مشاهده شد که سختی و استحکام کششی با افزایش تعداد پاس های نورد تجمعی بهبود می یابد. حداکثر استحکام کششی در حدود 389 مگاپاسکال و بعد از 7 مرحله نورد تجمعی با کاهش سطح مقطع 50 درصد به دست آمد.
    کلید واژگان: کامپوزیت چندلایه, نورد تجمعی, ریزساختار, خواص مکانیکی, تغییر شکل پلاستیک شدید}
    Hassan Ebrahimi Bavili, Mehdi Shaban Ghazani, Ali Fardi Ilkhchy *
    In the present study, the AA 2024/AA 7072/AA 2024 multilayer composite was fabricated through an accumulative roll bonding process at 250°C. The resultant mechanical properties were evaluated after different deformation cycles at ambient temperature. It was observed that all layers were uniform and continuous during the first cycle of accumulative roll bonding. Still, after the 4th ARB cycle, AA 7072 layers were gradually necked and separated into small fragments with continuous deformation up to the 6th cycle due to lower formability compared with AA 2024 layers. After the 7th deformation cycle of ARB processing, AA 7072 fragments were distributed non-uniformly in the AA 2024 matrix. In addition, fractography analysis was conducted using scanning electron microscopy (SEM) to observe the microstructure evolution and the fracture mechanism. Also, the mechanical properties were evaluated by tensile testing and micro-hardness measurements. It was observed that hardness and tensile strength improve with increasing accumulative roll bonding cycles. Maximum tensile strength of about 389MPa was obtained after 7 cycles of accumulative roll bonding.
    Keywords: Multilayer Composite, Accumulative Roll Bonding, Microstructure, Mechanical Properties, Severe Plastic Deformation}
  • میلاد عالی، محمد افتخاری، قادر فرجی*

    در پژوهش حاضر، یک فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید بهبود یافته به نام فرآیند انبساط و اکستروژن تناوبی بهبود یافته معرفی شده است. ایده ی فرآیند مذکور از فرآیند سنتی انبساط و اکستروژن تناوبی لوله گرفته شده و در طراحی آن تلاش شده است تا برخی از مشکلات مهم فرآیند سنتی مرتفع گردد. فرآیند انبساط و اکستروژن تناوبی بهبود یافته، قابلیت تغییرشکل پلاستیک شدید و بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات لوله ای شکل را دارد. همچنین، این فرآیند در تولید لوله هایی با طول نسبتا بلند می تواند مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش، فرآیند انبساط و اکستروژن تناوبی بهبود یافته با موفقیت طی دو پاس بر روی لوله هایی از جنس آلیاژ منیزیم AZ91 اجرا گردید. سپس، تکامل ریزساختاری و بهبود خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که ریزساختار و خواص مکانیکی، بهبود قابل توجهی یافته است. در این راستا، پس از انجام دو پاس فرآیند، ساختاری فوق ریزدانه تشکیل شد و مقادیر استحکام نهایی، سختی و داکتیلیتی به ترتیب 6/3، 83/1 و 8/1 برابر گردید. همچنین، مقایسه نتایج حاصل از فرآیند انبساط و اکستروژن تناوبی بهبود یافته با نتایج فرآیند سنتی انبساط و اکستروژن تناوبی لوله نشان داد که مقادیر استحکام نهایی و سختی حاصل از فرآیند بهبود یافته به مقادیر حاصل از فرآیند سنتی نزدیک بوده ولی مقدار ازدیاد طول شکست حاصل از فرآیند بهبود یافته به طرز قابل توجهی بیشتر از فرآیند سنتی می باشد که می توان آن را به عنوان یکی از مزایای مهم فرآیند بهبود یافته نسبت به فرآیند سنتی در نظر گرفت.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, لوله, آلیاژ AZ91, فوق ریزدانه, خواص مکانیکی}
    Milad Aali, Mohammad Eftekhari, Ghader Faraji*

    In present study, an improved severe plastic deformation process named improved tube cyclic expansion extrusion process has been introduced. The idea of this process is taken from the conventional tube cyclic expansion extrusion process, and in this novel process, it is tried to solve some important problems of the conventional process. Improved tube cyclic expansion extrusion process is capable of severe plastic deforming and improving microstructure and mechanical properties of tubular components. Also, this process can be considered for producing relatively long tubes. For this purpose, the improved tube cyclic expansion extrusion process was successfully performed on AZ91 magnesium alloy tubes, up to two passes. Then, the microstructure evolution and the mechanical properties improvement were scrutinized. The results showed that the microstructure and mechanical properties were improved considerably. In this way, after two passes of this process, an ultrafine grained (UFG) microstructure was formed, and the values of ultimate strength (UTS), hardness (Hv) and ductility (EL%) became 3.6, 1.83 and 1.8 times higher, respectively. Also, the comparison of the results of the improved tube cyclic expansion extrusion process with those of the conventional tube cyclic expansion extrusion process indicated that ultimate strength and hardness of the improved process were near to those of the conventional process, but the value of elongation to failure of the improved process is considerably higher than the value of the conventional process. This can be considered as one of the important advantages of the improved process over the conventional process.

    Keywords: Severe plastic deformation, Tube, AZ91 alloy, Ultra-fine grained, Mechanical properties}
  • احمد افسری، سید احسان افتخاری شهری، حمید بهلولی، محمدامین رعنائی*

    در این تحقیق، فرآیند روزن رانی و فشرده سازی چرخه ای لوله (TCEC) بر روی لوله های مسی در دمای محیط و دمای °C 200 (دمای آستانه فعال سازی تبلور مجدد دینامیکی) انجام گرفته و تاثیر دمای انجام فرآیند بر ریزساختار و خواص مکانیکی این لوله ها بررسی گردید. نتایج حاصله نشان دادند که با اعمال فرآیند TCEC در دمای محیط، ساختار کریستالی تقریبا ناهمگن با متوسط اندازه دانه 370 نانومتر حاصل گردیده، درحالی که با افزایش دمای شکل دهی در محدوده °C200، ساختار بدست آمده شامل دانه های هم محور با ابعاد متوسط720 نانومتر دیده شد. با اعمال فرآیند  TCEC در دمای محیط و دمای °C 200 بر روی لوله مسی، استحکام تسلیم از مقدار اولیه 116 به ترتیب به مقادیر 242 و 217 مگاپاسکال و میانگین سختی نیز از مقدار اولیه 2/69 به 4/101 و 8/86 ویکرز افزایش می یابد. به طور کلی انجام فرآیند  TCEC در دمای °C 200 بر روی فلز مس موجب کاهش 10 درصدی استحکام و افزایش 21 درصدی ازدیاد طول تا نقطه شکست نسبت به حالت شکل دهی در دمای محیط می گردد.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, روزن رانی و فشرده سازی چرخه ای لوله, مس, خواص مکانیکی, شکل دهی گرم}
    A. Afsari, S. E. Eftekhari Shahri, H. Bohluli, M. A. Ranaei *

    In this study, Tube cyclic Extrusion Compression (TCEC) process was performed on copper pipes at ambient and 200°C (dynamic recrystallization activation threshold temperature) and the effect of process temperature on microstructure and mechanical properties were investigated. The results showed that by applying TCEC at ambient temperature, an equiaxed crystalline structure with an average grain size of 370 nm was obtained while by increasing the forming temperature to 200°C, the equiaxed grains with average size of 720 nm resulted. Applying the TCEC process at ambient temperature on a copper tube, increased its yield strength from 116 to 242 MPa and its average hardness from 69.2 to 101.4 Vickers while at the forming temperature of 200°C, the yield and ultimate strength were about 217 and 225 MPa, respectively, and the average hardness value was about 86.8 Vickers. Therefore, performing TCEC process at 200 °C on copper reduced the strength by 10% and increased the elongation to fracture by 21% compared to the cold forming state.

    Keywords: Severe plastic deformation, Tube cyclic extrusion–compression, Copper, Mechanical properties, Hot forming}
  • بهزاد عباس زاده، محمد مراد شیخی*، محمد مقداد فلاح، سید محمد عرب

    یکی از روش های استحکام بخشی و افزایش سختی مواد، اصلاح ریزساختار با کمک فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید می باشد. ازجمله روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، روش پرس در کانال زاویه دار همسان((ECAP می باشد. دو موضوع بسیار کلیدی شامل (1) نیروی سنبه مورد نیاز بسیار زیاد، و (2) کمانش سنبه قالب مانع استفاده گسترده از این روش در صنعت شده است. در این مقاله طرح جدیدی برای سنبه قالبECAP ارایه شده، که علاوه بر کاهش نیروی سنبه، مشکل کمانش سنبه نیز حل می شود. هدف اصلی در این مقاله، بررسی تاثیر پارامترهای فرایند شامل دمای فرآیند (100-200-300) بر حسب درجه سیلسیوس، روانکاری (خشک و گرافیت) و تعداد مرحله (1-2-3) بر سختی نمونه آلیاژ 7075 آلومینیوم و تعیین سطوح بهینه آنها در طرح جدید قالب ECAP می باشد. در این مطالعه به منظور گردآوری داده های تجربی از طرح تاگوچی استفاده شده است. با استفاده از نسبت S/N، سطوح بهینه پارامترها به منظور بیشینه کردن سختی ماده تعیین شده اند. براساس تحلیل واریانس به ترتیب دمای فرآیند و تعداد پاس بیشترین تاثیر را در میزان سختی قطعه خروجی دارد. ولی شرایط روانکاری تاثیر معنی داری در میزان سختی قطعه کار خروجی ندارد.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, ECAP, سختی, نسبت سیگنال به نویز, طراحی آزمایش, تحلیل واریانس}
    B. Abbaszadeh, M. M. Sheikhi *, M. Meghdad Fallah, S. M. Arab

    One of the main methods for strengthening and increasing the hardness of the materials is the use of the severe plastic deformation (SPD) processes. Equal channel angular pressing (ECAP) method is one of the SPD methods. Two challenging issues including (1) the very high required punching force, and (2) the deflection of the punch restrict the application of the method in industry. In this paper, a new design of ECAP process is proposed, which in addition to reducing the punching force, eliminates the deflection problem. The main purpose of this paper is to investigate the effect of the process parameters including process temperature (100- 200-300) ° C, lubrication (dry and graphite) and the number of ECAP passes (1-2-3) on the hardness of 7075 aluminum material and determining their optimal levels. The Taguchi design is used for design of experiment and the S/N ratio is used to find the optimal levels of the parameters and to maximize the hardness of the material. Based on the analysis of the variance, the process temperature and the number of ECAP passes have the greatest effect on the hardness of the post ECAP samples. However, the lubrication condition has not a significant effect on the hardness of the post ECAP samples in all temperatures.

    Keywords: Severe Plastic Deformation, ECAP, Hardness, Signal to noise ratio, design of experiment, analysis of variance}
  • حامد نامدار اصل، صادق پورعلی*، رضا توانگر

    در تحقیق حاضر، ضمن مرور فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید و مکانیزم های اصلاح ریزساختار مواد فلزی در آن ها، مطالعات پیشین انجام شده در خصوص رفتار خوردگی آلیاژهای مختلف که تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفته اند، بررسی می شوند. اندازه دانه به عنوان یک پارامتر متالورژیکی مهم می تواند گستره ای از خواص مکانیکی، شیمیایی، فیزیکی و الکتروشیمیایی مواد فلزی را تحت تاثیر قرار دهد. در اغلب بررسی های انجام شده، کاهش اندازه دانه منجر به بهبود خواص یاد شده می شود. در سالیان اخیر، روش های تغییر شکل پلاستیک شدید ورود به محدوده اندازه دانه نانومتری و فوق ریز را برای توده مواد فلزی میسر ساخته اند. از میان خواص یاد شده، عملکرد خوردگی مواد فوق ریزدانه تولید شده به روش های تغییر شکل پلاستیک شدید کماکان محل بحث محققین این حوزه است. هدف از این تحقیق، مرور این روش ها، مکانیزم ریزدانه شدن طی آن ها و اثرات کار سرد شدید بر روی رفتار خوردگی فلزات و آلیاژهای مهندسی مختلف نظیر فولادها، آلومینیوم، تیتانیوم، مس و منیزیم است.

    کلید واژگان: مواد فلزی, تغییر شکل پلاستیک شدید, اندازه دانه, رفتار خوردگی, تنش باقیمانده, بافت}
    H. Namdar Asl, S. Pour-Ali, R. Tavangar

    In the present study, in addition to reviewing the severe plastic deformation (SPD) processes and their mechanisms in the microstructural evolution, previous researches on the corrosion behavior of various metallic materials that have undergone SPD are investigated. Grain size, as an important metallurgical parameter, affects a broad range of mechanical, chemical, physical and electrochemical properties of metallic materials. As mostly reported, the reduction in grain size is in line with a considerable improvement in the mentioned properties. In recent years, SPD methods have been nominated as an ideal way to reach nano- and ultrafine-grains. Among the mentioned properties, the corrosion performance of ultrafine-grained materials produced by SPD methods is still controversial for researchers. The purpose of this study is to review the SPD methods, the mechanism of grain refinement during them, and their effects on the corrosion behavior of various metals and engineering alloys such as steels, aluminum, titanium, copper, and magnesium.

    Keywords: Metallic Materials, Severe Plastic Deformation, Grain Size, Corrosion Behavior, Residual Stress, Texture}
  • سید علی زمانی، حمید گرجی*، محمد بخشی جویباری، سیدجمال حسینی پور، مرتضی حسین زاده

    فلزات و آلیاژهای ریز دانه که به روش های مختلف تولید می شوند از خواص مکانیکی مناسبی از قبیل استحکام بالا، چقرمگی زیاد و قابلیت شکل پذیری مناسب برخوردار بوده و دارای کاربردهای خاصی هستند. در سال های اخیر، بررسی روش های گوناگون تولید و بهبود خواص مکانیکی نمونه ها، موضوع بسیاری از پژوهش ها بوده است. اخیرا فرآوری این نوع مواد با استفاده از اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید به طور  قابل ملاحظه ای مورد توجه محققان واقع شده است. در این تحقیق به منظور اصلاح روش مرسوم ECAP، نمونه مسی توسط یک قالب جدید تحت عنوان قالب ترکیبی، تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفت. به منظور مقایسه خواص مکانیکی نمونه های تولید شده به این روش با روش ECAP، تست های تجربی انجام شد. با بررسی مقادیر سختی در نقاط گوناگون از سطح مقطع نمونه ها و همچنین تعیین استحکام و اندازه دانه در ریزساختارهای ایجاد شده، مشخص شد که پس از انجام فرآیند به روش حاضر، می توان به ساختاری ریز دانه تر با میزان بالاتری از سختی، استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی در مقایسه با روش ECAP دست یافت.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, قالب ترکیبی, استحکام کششی, سختی, ریز ساختار, مس خالص}
    Seyed Ali Zamani, Hamid Gorji *, Mohammad Bakhshi Jooybari, Seyed Jamal Hosseinipour, Morteza Hoseinzadeh

    The fine-grained metals and alloys produced in various ways have good mechanical properties such as high strength, high toughness and proper formability and have certain applications. In recent years, studies of different methods of producing and improving the mechanical properties of specimens have been the subject of much research. Recently, the processing of this type of material using severe plastic deformation has received considerable attention from researchers. In this study, in order to modify the conventional ECAP method, The copper specimen was subjected to severe plastic deformation by means of a new die named combined die. In order to compare the mechanical properties of the produced specimens with this method and ECAP, the experimental tests were performed. By investigation the hardness values at different points from the cross-section of the specimens as well as the determination of strength and grain size in the created microstructures, it was found that after performing the present method, a finer grain structure with a higher degree of hardness, yield strength and Ultimate tensile Strength could be obtained compared to the ECAP method

    Keywords: Severe Plastic Deformation, Combined die, Mechanical properties, Microstructure}
  • حمید بهلولی، خلیل خلیلی*، سید محمدحسین سیدکاشی

    در این تحقیق مس خالص تجاری در معرض یک فرآیند شکل دهی ترکیبی قرار گرفته است. برای این منظور از یک قالب اکستروژن پیچشی با کانال خروجی تنگ شونده استفاده شده است. سیستم های لغزشی متفاوتی از نوع برشی به دلیل اعمال کرنش های شعاعی و طولی در نمونه فعال می شود و خواص آن را تحت تاثیر قرار می دهد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که ریز ساختار فلز مس با عبور از قالب اکستروژن پیچشی دگرگون شده و اندازه دانه به شدت کاهش می یابد. ساختار دانه بندی ماده با عبور از کانال خروجی و اعمال اکستروژن مستقیم روی آن همگن تر می شود و روند کاهش اندازه های دانه ادامه پیدا می کند. با اعمال فرآیند اکستروژن پیچشی بر روی مس، استحکام تسلیم فشاری آن از 115 به 167 مگاپاسکال و مقدار میانگین سختی از 80 به 127 ویکرز افزایش می یابد. این مقادیر با اعمال فرآیند اکستروژن مستقیم به 192 مگاپاسکال و 140 ویکرز رسیده است. همچنین نتایج نشان می دهد با اعمال فرآیند ترکیبی اکستروژن پیچشی و مستقیم بر روی فلز مس، مقدار مقاومت الکتریکی سطحی آن نسبت به نمونه اولیه حدود 7 درصد افزایش یافته است.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, اکستروژن پیچشی, مواد فوق ریز دانه, خواص مکانیکی, رسانایی الکتریکی}
    Hamid Bahloli, Khalil Khalili *, Seyed mohammadhasan Seyedkashi

    In this study, commercial pure copper was subjected to a combined forming process. For this purpose, a twist extrusion die with an outlet channel narrowed was used. In this technique, by applying radial and longitudinal strains, different shear sliding systems were activated which leads to a change in mechanical and physical properties of the sample. The results showed that the microstructure of the sample was changed via passing through the twist extrusion die and a very fine gain size was obtained.The grain size was further decreased by passing through the outlet channel and applying direct extrusion, and more homogeneous grains were achieved. The compressive yielding strength was increased from 115 to 167 MPa and the average hardness value was raised from 80 to 127 Vickers by applying the twist extrusion process to the copper. After applying the direct extrusion process to the sample, these values reached 192 MPa and 140 Vickers, respectively. The results also showed that by applying twist and direct extrusion to the copper, its surface electrical resistance increased about 7 %, compared with the reference sample.

    Keywords: Severe Plastic Deformation, Twist Extrusion, Ultra fine Grained Materials, Mechanical properties, Electrical conductivity}
  • محمد افتخاری، قادر فرجی*، مصطفی بهرامی، مجید بنی اسدی
    در پژوهش حاضر، فرایند تغییرشکل پلاستیک شدید اکستروژن فشاری تناوبی هیدرواستاتیک لوله، طی دو پاس بر روی لوله از جنس آلیاژ آلومینیوم 5052 انجام شد و سپس تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی قطعات مورد مطالعه قرار گرفت. فرایند اکستروژن فشاری تناوبی هیدرواستاتیک لوله، علاوه بر بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات لوله ای شکل، دارای پتانسیل تولید لوله هایی با طول نسبتا بلند نیز هست. در این فرایند، به دلیل استفاده از سیال تحت فشار بین قطعه و قالب، تقریبا نیروی اصطکاک در این مناطق حذف شده است. این امر باعث تسهیل تولید قطعات بلندتر می شود. همچنین، در این فرایند، فشار هیدرواستاتیک بالایی بر قطعه وارد می شود و نیز تنش ها از نوع فشاری هستند؛ این مسئله باعث به تاخیر افتادن ایجاد و رشد ترک می شود، لذا کرنش بیشتری به قطعه می توان اعمال نمود. پس از انجام دو پاس از این فرایند مشاهده شد که برخی از خواص ریزساختاری و خواص مکانیکی، بهبود چشم گیری پیدا کرد. به عنوان مثال، استحکام نهایی ماده، 1.7 برابر، استحکام تسلیم، 2.6 برابر و سختی، 2.1 برابر شد. همچنین، افت داکتیلیتی معادل 16 درصد مشاهده گردید. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد که در اثر دو پاس فرایند، ریزساختار درشت دانه با میانگین اندازه دانه ی 360 میکرومتر تبدیل به ریزساختاری با سلول/زیردانه های فوق ریز با اندازه ی میانگین در حدود 635 نانومتر شد.
    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, فرایند اکستروژن فشاری تناوبی هیدرواستاتیک لوله, آلیاژ آلومینیوم 5052, لوله}
    Mohammad Eftekhari, Ghader Faraji *, Mostafa Bahrami, Majid Baniassadi
    In present research, the severe plastic deformation process of hydrostatic tube cyclic extrusion compression was applied through two passes on the aluminum alloy series 5052 tube, and after that the changes of microstructure and mechanical properties of tubes were studied. Hydrostatic tube cyclic extrusion compression process is able to improve the microstructure and the mechanical properties of tubular pieces. Also, this process has the potential to produce relatively long tubes. In this process, owing to the use of pressurized fluid between the tube and die, the friction force is eliminated in these regions. This facilitates the production of longer pieces. Also, in this process, higher hydrostatic compressive stresses are applied on the material causing the delay in the crack formation and propagation. Thus, higher strains can be applied on the material. After two passes of this process, some microstructural and mechanical properties were improved significantly. For instance, the yield strength and the hardness became 1.7, 2.6 and 2.1 times higher, respectively. Also, a loss of ductility of 16℅ was observed. The microstructure analysis revealed that after two passes of the process, the microstructure was changed from a coarse grain microstructure with an average grain size of about 360 μm to an ultrafine cellsubgrain microstructure with average size of about 635 nm.
    Keywords: Severe plastic deformation, Hydrostatic tube cyclic extrusion compression process, Aluminum alloy 5052, Tube}
  • سید حسن جهان تاب، عبدالواحد کمی*

    در این مقاله، تغییر شکل پلاستیک شدید از طریق فرآیند اکستروژن پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است. در فرآیند اکستروژن پیچشی، قطعه به داخل یک کانال پیچشی فشرده می شود که این کار باعث ایجاد کرنش های برشی در ماده می شود. این کرنش های برشی منجر به یک ساختار ریزدانه در ماده می شود. برای بررسی نحوه تغییرشکل ماده، فرآیند اکستروژن پیچشی در نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی شد. اثرات فشار معکوس و اصطکاک بین قطعه و کانال مورد بررسی قرار گرفت. در مدل المان محدود، یک قطعه از آلیاژ آلومینیوم 6063 در یک کانال پیچشی با زاویه 45 درجه و طول 16 میلی متر شکل دهی شد. شبیه‎ سازی های المان محدود با انجام آزمایش های تجربی صحه گذاری شدند. هنگامی که فشار معکوس 50 مگاپاسکال استفاده شد نمونه دچار اعوجاج شد که با افزایش فشار تا 70 مگاپاسکال بهبود یافت. بیشترین کرنش ها در گوشه های نمونه رخ دادند که مقادیر آن در حدود دو برابر کرنش های پلاستیک در لبه های نمونه بود. همچنین کرنش های پلاستیک محاسبه شده در نواحی مرکزی نمونه (042/0) در مقایسه با کرنش های ایجاد شده در گوشه ها و لبه های نمونه بسیار پایین بودند.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, مواد فوق ریزدانه, فرایند اکستروژن پیچشی, شبیه سازی المان محدود}
    Seyed Hassan Jahantab, Abdolvahed Kami *

    In this paper, the severe plastic deformation by twist extrusion (TE) process is investigated. In this process, the workpiece is forced through a twist channel, which develops shear strains in the material. These shear strains result in a fine-grained structure in the material. For investigating the material deformation, the TE process was simulated in the Abaqus finite element (FE) software. The effects of backpressure and friction between the sample and channel were investigated. In the FE model, a sample of AA6063 aluminum alloy was formed in a twist channel with an angle of 45 degrees and a length of 16 mm. The FE simulation results were validated by conducting experimental tests. When the backpressure of 50 MPa was used, the sample was distorted, which improved by increasing the backpressure to 70 MPa. The highest strains occurred in the corners of the sample, which was about twice of the plastic strains obtained at the side edges of the sample. Furthermore, the calculated plastic strains in the central areas of the sample were very low (0.042) in comparison to the strains developed in the corners and side edges of the sample.

    Keywords: Severe plastic deformation, Fine-grained material, Twist extrusion process, Finite element simulation}
  • داوود یوسفی، رضا تقی آبادی*، محمدحسین شاعری

    هدف از انجام تحقیق حاضر، بررسی تاثیر بهسازی شیمیایی توسط تیتانیم و فرایند فورج چند جهته (MDF)، بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت SiP/ZA22 حاوی 4 و 8 درصد وزنی سیلیسیم است. فرآیند فورج در دمای 100 درجه سانتیگراد انجام شد و نمونه ها در معرض دو و پنج پاس MDF قرار گرفتند. بر اساس نتایج، بهسازی کامپوزیت توسط تیتانیم موجب ظریف شدن شبکه دندریتی درشت اولیه، کاهش ابعاد ذرات سیلیسیم اولیه (SiP) و کاهش اندازه دانه آن می شود. فرایند MDF نیز ضمن حذف تدریجی ساختار دندریتی، موجب کاهش ابعاد و توزیع ظریف ذرات SiP و تخلخل ها در ریزساختار می شود. بر اساس نتایج آنالیز تصویری، در کامپوزیت های حاوی 4 و 8 درصد وزنی سیلیسیم، اندازه متوسط ​​ذرات SiP پس از 5 پاس فورج، از حدود 25 و 30 میکرومتر به ترتیب به حدود 6 و 7 میکرومتر می رسد. نتایج حاصل از خواص مکانیکی نیز حاکی از کار نرمی کامپوزیت ها طی MDF است به گونه ای که سختی و استحکام کششی کامپوزیت پایه پس از 2 پاس MDF به ترتیب حدود 30 و 25 درصد کاهش یافته و درصد ازدیاد طول و چقرمگی آن به ترتیب حدود 120 و 325 درصد افزایش می یابند. حضور ذرات سیلیسیم به حفظ سختی و استحکام کامپوزیت پس از MDF کمک می کند به گونه ای که پس 2 پاس MDF، میزان افت سختی و استحکام کششی کامپوزیت بهسازی شده حاوی 4 درصد وزنی سیلیسیم، به ترتیب حدود 18 و 2 درصد است اما درصد ازدیاد طول و چقرمگی آن به ترتیب حدود 25 و 175 درصد بهبود می یابند.

    کلید واژگان: آلیاژ Zn-22Al, کامپوزیت, سیلیسیم, تیتانیم, فورج چند جهته, خواص مکانیکی, تغییر شکل پلاستیک شدید}
    Davood Yousefi, Reza Taghiabadi*, M.H. Shaeri

    In this study, the effect of multidirectional forging (MDF) was studied on the microstructure and mechanical properties of Ti-modified SiP/ZA22 composite containing 4 and 8 wt. % Si. The forging process was performed at 100 °C by two and five passes. Based on the obtained results, Ti modification refined the coarse primary dendrites, and reduced the size of primary Si (SiP) particle as well as grains. Applying MDF also gradually eliminated the dendritic structure, promoted fine distribution of SiP particles, second phases, and porosities in the microstructure. According to the image analysis results, the average size of SiP particles in as-cast composite reduced from 25 and 30 μm to about 6 and 7 μm, respectively in 5-pass MDFed composites containing 4 and 8 wt. % Si. The mechanical properties results also showed work softening during the MDF where after two-pass MDF the hardness and tensile strength of the base sample reduced by 30 and 25%, while its elongation and toughness improved by 120 and 325%, respectively. In MDFed composites, the presence of SiP particles maintains the hardness and strength. According to the results, in the case of 2-pass MDFed composite containing 4 wt. % Si the hardness and tensile strength reduced by 18 and 2%, respectively, but the elongation and toughness increased by 25 and 175%, respectively.

    Keywords: Zn-22Al alloy, Composite, Silicon, Titanium, Multidirectional forging, Mechanical properties, Severe plastic deformation}
  • محمد افتخاری، قادر فرجی*، مصطفی بهرامی

    در پژوهش حاضر، روش جدیدی به نام فرآیند اکسترود شدن فشاری تناوبی هیدرواستاتیک لوله، معرفی شده است که با بهره گیری از سیال تحت فشار و نیز با نیروی مناسب پرس، علاوه بر این که قابلیت تغییرشکل پلاستیک شدید و بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات لوله ای شکل را دارد بلکه پتانسیل تولید لوله هایی با طول نسبتا بلند را نیز دارا می باشد. در این پژوهش، با انجام آزمون های تجربی معین، خواص ریزساختاری و خواص مکانیکی لوله هایی از جنس مس خالص که مورد انجام فرآیند اکسترود شدن فشاری تناوبی هیدرواستاتیک واقع شده بودند، مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهدات حاکی از آن بود که این فرآیند با موفقیت بر روی مس خالص انجام گرفت و خواص ریزساختاری و خواص مکانیکی آن، بهبود قابل توجهی پیدا کرد. برای مثال، پس از انجام این فرآیند، استحکام نهایی مس، 57/1 برابر، استحکام تسلیم، 85/1 برابر و سختی، 86/1 برابر شد و نیز افت داکتیلیتی پایینی مشاهده گردید. همچنین، پس از انجام این فرایند، ساختاری با سلول های فوق ریز با اندازه ی میانگین در حدود 990 نانومتر ایجاد شد. این در حالی بود که میانگین اندازه ی دانه برای لوله ی فرآیند نشده در حدود 40 میکرومتر بود. روال تشکیل ریزساختار مشاهده شده، عبارت است از: تولید چگالی زیادی از نابه جایی ها، برخورد نابه جایی ها به هم و تشکیل ساختارهای در هم تنیده شده ، آرایش گرفتن نابه جایی ها و تشکیل مرزهای کم-زاویه و سپس تشکیل سلول ها به منظور تقلیل انرژی کرنش، ایجاد نابه جایی های جدید و حرکت آن ها به سوی مرز ها.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, لوله, مس خالص, خواص مکانیکی, فوق ریزدانه}
    Mohammad Eftekhari, Ghader Faraji*, Mostafa Bahrami

    In present study, hydrostatic tube cyclic extrusion compression process is introduced as a novel severe plastic deformation process for grain refining and improving mechanical properties of tubular components. Also, this process has the potential to produce relatively long and large tubes. In this process, because of the utilization of pressurized hydraulic fluid between the tube and die, there is nearly no contact friction. This leads to a significant reduction in pressing load. In this research, after applying hydrostatic tube cyclic extrusion compression process on pure copper tube, the microstructure evolution and the mechanical properties improvement were examined. The results denoted that this process was successfully performed on pure copper tube. In this way, the microstructure and mechanical properties were improved significantly. For example, after this process, the ultimate strength of pure copper, the yield strength and the value of hardness became 1.57, 1.85 and 1.86 times higher, respectively, and a low loss of ductility was achieved. Also, after this process, an ultrafine cellular microstructure with average size of about 990 nm were observed. While, the average value of grain size for the unprocessed tube was about 40 μm. The stages of the formation of the observed microstructure are as follows: the creation of a high density of dislocations, the dislocations coalescence with each other and the formation of tangled structures, the formation of ordered arrangements of dislocations and low angle boundaries, the formation of dislocation cells to diminish strain energy, the creation of new dislocations and their movement to boundaries.

    Keywords: Severe plastic deformation, Tube, Pure copper, Mechanical properties, Ultra-fine grain}
  • خلیل خلیلی*، حمید بهلولی، محمدرضا مرکی
    در این تحقیق امکان سنجی تولید میله دو جنسی آلومینیوم- مس با هدف ایجاد یک پیوند بین لایه ای مستحکم و بهبود خواص مکانیکی آن در مقایسه با مواد سازنده، مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور، از یک فرایند اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار (طی حداکثر چهار پاس) و دو مرحله فرآیند اکستروژن مستقیم، قبل و بعد از این فرآیند استفاده شده است. تاثیر میزان کرنش ذخیره شده در نمونه ها طی هر مرحله از فرآیند ترکیبی، بر روی استحکام پیوند و برخی خصوصیات مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. استحکام تسلیم فشاری و استحکام برشی پیوند برای نمونه های دو فلزی تحت دو بار اکستروژن مستقیم به ترتیب برابر263 مگاپاسکال و 4/9 مگاپاسکال اندازه گیری گردید. انجام فرآیند ECAP و تکرار آن در بین فرآیندهای اکستروژن مستقیم، باعث افزایش این مقادیر شده است؛ بطوریکه برای نمونه های دو فلزی تحت دو بار اکستروژن مستقیم بعلاوه چهار پاس فرآیند ECAP، افزایش 38 درصدی در استحکام تسلیم فشاری و 5/1 برابری در استحکام برشی پیوند به همراه داشته است. مقایسه سختی نمونه های اولیه و نهایی نشان می دهد که سختی نمونه های تولید شده بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. نوع ریزساختار حاصل شده در مس و آلومینیوم در هرکدام از نمونه های دو فلزی و مشاهده لایه پیوندی، موید نتایج بدست آمده می باشد.
    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار, میلهدو جنسی, استحکام برشی پیوند}
    Kh. Khalili *, H. Bohlooli, M.R. Maraki
    In this study, the feasibility of aluminum-copper bimetallic bar production was investigated. The aim was to achieve a strong interlayer bond so that the mechanical properties of the produced bar be better than embedded metals. For this purpose, an equal channel angular pressing process (up to a maximum of four passes) together with two steps of direct extrusion process (before and after ECAP process) was considered. The effect of stored strain in each step on the strength of the bond and some other mechanical properties was investigated. In bimetallic samples that were subjected to two steps of direct extrusion, the compressive yield strength and bond shear strength were 263 and 9.4 MPa, respectively. Applying and repeating the ECAP process increased these values so that for the bimetallic samples under two steps of direct extrusion plus 4 passes of ECAP, compressive yield strength and bond shear strength increased by about 38% and 150%, respectively. Comparing the hardness of the primary and final samples showed a significant increase in the processed samples. The results were confirmed using the microstructure analysis of copper and aluminum and observation of the bonding layer in each of the bimetallic samples.
    Keywords: Severe plastic deformation, Equal channel angular pressing (ECAP), Bimetallic bar, Bound shear strength}
  • سید محمدجواد حسینی، فتح الله قدس*، حمیدرضا محمدیان سمنانی

    در این تحقیق، مطالعه بر روی خواص مکانیکی و ریزساختاری آلیاژ آلومینیوم AA5051 که در دمای 200درجه سانتی گراد و در مسیر BC و در 4 پاس تحت فرآیند فشارش زاویه ای در کانال های هم مقطع (ECAP) قرار گرفته اند، انجام شد. فرآیند ECAP در یک قالب با زاویه بین دو کانال φ برابر با 120درجه و زاویه کمان بیرونیΨ  برابر با 20درجه انجام گرفت. نتایج آزمون کشش تک محوره نشان داد که استحکام کششی ماده از 115مگاپاسکال در نمونه بازپخت شده اولیه به 239مگاپاسکال در نمونه پاس چهارم در مسیر BC می رسد که نشان می دهد استحکام در نمونه های ECAPشده افزایش داشته است. همچنین درصد تغییرات طول نیز در پاس های متوالی ابتدا کاهش و سپس تا حدودی افزایش می یابد. بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و شکست نگاری نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. اندازه دانه از 123میکرومتر در نمونه بازپخت شده به 18میکرومتر در نمونه پاس چهارم در مسیر BC رسید. سختی از 51 در نمونه بازپخت اولیه تا 90ویکرز در پاس چهارم افزایش یافته است.

    کلید واژگان: ECAP, تغییر شکل پلاستیک شدید, استحکام, آلیاژ AA5051}
    S.M.J. Hoseini, F. Qods*, H.R. Mohammadian Semnani

    This research is mainly focused on to study microstructure and mechanical properties of AA5051 aluminum alloy deformed by equal-channel angular pressing (ECAP) process at 200˚C and in BC routes and 4 four passes. The ECAP processing was carried out using die with an intersecting channel angle ‘ϕ’= 120° and corner angle ‘Ψ’= 20°. The results of uniaxial tensile test showed that tensile strength was found to be increased from 115MPa for annealed sample to 239MPa after four passes ECAP in route BC that shows that the strength in ECAP samples has increased. In addition, the percentage of elongation also decreased in initially passes and then increased slowly. Microstructure and grain refinement of specimens were investigated by optical microscopy and scanning electron microscopy and fractography were investigated by scanning electron microscopy. The grain size of annealed sample was 123μm and decreased to 18μm after four passes ECAP in route BC. The hardness also increased from 51HV in annealed sample to 90HV the fourth passes.

    Keywords: ECAP, Sever Plastic Deformation, Strength, AA5051 Alloy}
  • مصطفی باغینی پور، فریدرضا بیگلری*

    مواد ریزدانه، خواص مکانیکی فوق العاده ای از خود نشان می دهند و کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارند. یکی از راه های تولید میل گرد ریزدانه استفاده از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید است. اکستروژن و انبساط متوالی نمونه به عنوان یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید برای تولید میل گردهای ریزدانه مورد استفاده قرار می گیرد. با افزایش طول قطعه، نیروی اصطکاک افزایش پیدا می کند، تا جایی که نیروی مورد نیاز برای عملیات شکل دهی به حدی افزایش پیدا می کند که امکان انجام فرآیند وجود ندارد. برای حل این مشکل، در این پژوهش، فرآیند "اکستروژن و انبساط تناوبی تحت فشار هیدرواستاتیک" به عنوان یک روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید برای تولید میل گردهای با ساختار ریزدانه با طول بلند پیشنهاد شده است. در این روش، عملیات شکل دهی با استفاده از روغن تحت فشار انجام می گیرد؛ به همین دلیل، تنش های هیدرواستاتیک فشاری به ماده اعمال می شود و سبب بهبود مناسب خواص مکانیکی می شود. همچنین، نتایج شبیه سازی اجزای محدود این روش، تاثیر میزان ضریب اصطکاک بر نیروی شکل دهی و مستقل بودن نیروی شکل دهی از طول میل گرد را به دلیل انجام فرآیند به صورت هیدرواستاتیک نشان می دهد؛ بنابراین، فرآیند قادر است که میله هایی با طول بلند و ساختار ریزدانه تولید کند. میل گردی از جنس مس خالص تحت این فرآیند قرار گرفت و نتایج، حاکی از آن است که پس از انجام فرآیند، حد تسلیم و استحکام نهایی به ترتیب 200% و 33% افزایش یافت. همچنین سختی نمونه به صورت قابل ملاحظه ای 120% افزایش یافت و توزیع نسباتا همگنی از سختی در قطر میل گرد به دست آمد. نتایج ریزساختار، ریزدانه شدن قابل توجهی را پس از فرآیند نشان داد که اندازه دانه ها تا 8 میکرومتر در مرکز قطعه و 5 میکرومتر در شعاع خارجی کاهش یافته است.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, مواد فوق ریزدانه, اکستروژن و انبساط تناوبی, فشار هیدرواستاتیک, مس خالص}
    M. Baghinipour, F. Biglari*

    Fine grain materials exhibit excellent mechanical properties and are widely used in various industries. One way to produce fine grain bar is by using the severe plastic deformation techniques. Cyclic extrusion and expansion of the sample is used as one of the methods of severe plastic deformation for production of fine-grained bars. As the length of piece increases, the friction force increases, so that the required force for shaping operation is increased to such an extent that the process cannot be performed. For solving this problem, the "Cyclic Extrusion and Expansion under Hydrostatic Pressure" is proposed as a new method of severe plastic deformation for production of long-length fine-grained bars. In this method, the forming operation was done by using a pressure oil, so the hydrostatic compressive stresses are applying to the material and improve the mechanical properties. Also, the results of simulation of finite elements of this method show the effect of friction coefficient on the forming force and independence of the forming force from the bar length due to the hydrostatic process. Therefor the process is capable of producing rods of long length and fine structure. Results of pure copper rebar underwent this process showing that the yield strength and final strength increased by 200% and 33%, respectively. Also, the sample hardness increased substantially by 120%, and the distribution of relatively homogeneous hardness in rebar diameter was obtained. The microstructure results showed a fine-grain after the process, with the grain size reduced to 8μm in center and 5μm in outer diameter.

    Keywords: Severe Plastic Deformation, Fine Grain Materials, Cyclic Extrusion, Expansion, Hydrostatic Pressure, Pure Copper}
  • آرش اعتماد*، مهدی امیدی، سعید ناطق، سروش بخشی

    افزایش تقاضای انرژی و کاهش منابع سوخت های فسیلی ضرورت دستیابی به انرژی های پاک و قابل اطمینان را ایجاد کرده است. سیستم های انرژی بر پایه ی هیدروژن، یکی از راه حل های جدید در درازمدت به نظر می رسد. چالش اصلی این فناوری تهیه ی مقدار زیادی هیدروژن از منابع تجدید پذیر است.بعضی از فلزات واسطه و آلیاژهای آن ها در واکنش با گاز هیدروژن یا اتم آن از یک الکترولیت، هیدریدهای فلزی را ایجاد می کنند.واکنش برگشت پذیر هیدرید شدن این فلزات و آلیاژهایشان، آنان را به عنوان مخزنی برای ذخیره ی هیدروژن معرفی می کند. نانو، باعث افزایش سرعت فرایند جذب هیدروژن و دفع هیدروژن در فلزات و آلیاژهای آن ها می شود.استفاده از آسیاب گلوله ای کاربرد وسیعی در جداسازی دانه های هیدرید دارد. نانوبلورهای Mgو Mg2Niکه از آسیاب گلوله ای به دست آمده اند، سرعت بیشتری را در جذب هیدروژن نسبت به توده ای از این ذرات در دمای نسبتا پایین نشان داده اند؛ زیرا هم اثرات سطح افزایش می یابد و هم طول مسیر نفوذ نیز کم می شود .

    کلید واژگان: ذخیره سازی هیدروژن, آسیاب گلوله ای, تغییر شکل پلاستیک شدید, هیبرید های فلزی, اتصال نورد تجمعی}
  • آرمین سیه سرانی، قادر فرجی*، فرشاد صمدپور

    منیزیم و آلیاژهای آن به سبب خواص خود نظیر چگالی کم، زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری نه تنها در کاربردهای هوافضا و الکترونیک، بلکه در زمینه پزشکی نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. تنها محدودیت شکل پذیری و کرنش سختی کم آن به منظور ساختار هگزاگونال و تعداد محدود سیستم های لغزش در دمای اتاق است. در نتیجه بهبود خواص مکانیکی با استفاده از تکنولوژی های جدید حایز اهمیت است. در این پژوهش از روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید انبساط- اکستروژن هیدرواستاتیک به منظور بهبود ساختار و میکروسختی آلیاژ منیزیم استفاده شده است. به منظور بررسی اثرات فشار هیدرواستاتیک در بهبود توزیع کرنش و بررسی نیرو نیز از مطالعات عددی استفاده شده است. به منظور تردی منیزیم، فرآیند در دمای بالا انجام شده و با توجه به محدودیت سیال در دماهای بالا از مذاب پلی اتیلن به عنوان سیال مقاوم در دمای بالا استفاده شده است. نتایج نشان داد که استحکام تسلیم و نهایی به ترتیب 54 و 43% بعد از یک پاس از فرآیند افزایش می یابد. همچنین ازدیاد طول نیز از 46% افزایش می یابد. میکروسختی نیز افزایش داشته و میانگین آن از 57 به 70ویکرز رسیده است. نتایج ریزساختار نشان دهنده فوق ریزدانه شدن دانه ها بعد از پاس اول است. مطالعات عددی نشان داده است که وجود فشار هیدرواستاتیک بالا در فرآیند در بهبود توزیع کرنش و بهبود ریزساختار کمک شایانی کرده است. این روش بسیار مناسب برای کاربردهای صنعتی به نظر می رسد چرا که قابلیت استفاده در تولید میله های فوق ریزدانه با طول بلند در دماهای بالا را دارد.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, فشار هیدرواستاتیک, فوق ریزدانه, خواص مکانیکی, آلیاژ منیزیم AM60}
    A. Siahsarani, Gh. Faraji*, F. Samadpour

    Magnesium and its alloys have received much attention not only in the aerospace and electronics industry, but also in medical applications due to its low density, excellent physical properties, and biocompatibility. However, magnesium and its alloys have low ductility and poor strain hardening ability because of the hexagonal crystal structure with the limited number of slip systems at room temperature. Therefore, it seems necessary to improve their ductility and other mechanical properties via novel technologies. In this research, hydrostatic cyclic expansion extrusion has been used to produce ultrafine-grained magnesium rod. Properties of produced rods have been investigated morphologically and mechanically. The numerical investigation has also been performed to show the effects of hydrostatic pressure on strain distribution. Due to the brittleness of magnesium, the process has been conducted at elevated temperatures. Also, due to the fluid limitation at high temperatures, melted polyethylene has been used as the fluid in the process. The results showed that the yield and ultimate strength increased by 54% and 43% after only one pass of the hydrostatic cyclic expansion extrusion process, respectively. Also, elongation increased by 46%. Furthermore, microhardness has also increased with an average of 57 Hv to 70 Hv. The microstructure result showed that the grains become ultrafine-grained after only one pass of the process. Finite element investigation revealed that high hydrostatic pressure has a good effect on improving the strain distribution and the microstructure. This process seems very appropriate for industrial applications due to its ability to produce long ultrafine-grained rods.

    Keywords: Severe Plastic Deformation, Hydrostatic Pressure, Ultrafine, Mechanical Properties, AM60 Magnesium Alloy}
  • محمد مطلبی سوارآبادی، قادر فرجی*، محمد افتخاری

    فرآیند انبساط و روزن رانی تناوبی شکل دهی هیدرواستاتیک لوله روش تغییر شکل پلاستیک شدید جدیدی است که به منظور تولید لوله های بلند فوق ریزدانه و نانوساختار با خواص مکانیکی بالا ابداع شده است. در پژوهش حاضر این فرآیند طی دو پاس در دمای اتاق روی مس خالص تجاری اعمال شد و سپس سختی، خواص کششی، سطح شکست و ریزساختار نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. هدف این پژوهش به دست آوردن ماده ای با استحکام بالا و شکل پذیری مطلوب بود. وجود سیال تحت فشار بین لوله و قالب در این فرآیند اولا موجب بهبود مطلوب خواص مکانیکی، تحت تاثیر تنش های هیدرواستاتیک فشاری می شود ثانیا، با حذف نمودن اصطکاک بین لوله و قالب باعث کاهش نیروی مورد نیاز شکل دهی می شود. این امر تولید لوله های فوق ریزدانه و نانوساختار با طول های نسبتا بلند را تسهیل می کند. پس از انجام دو پاس از فرآیند، ریزساختاری فوق ریزدانه نسبتا همگن و هم محور مشاهده شد. مقدار حد تسلیم و استحکام نهایی به ترتیب از مقادیر 75 و 207مگاپاسکال به 310 و 386مگاپاسکال افزایش یافت ولی درصد ازدیاد طول تا شکست از 55% به 37% کاهش یافت. همچنین سختی لوله به صورت قابل ملاحظه ای از 59ویکرز به 143ویکرز افزایش یافت و توزیع همگنی از سختی در راستای ضخامت لوله به دست آمد. بررسی های شکست نگاری حاکی از اتفاق افتادن، غالبا شکست داکتیل در نمونه های آزمون کشش بودند. فرآیند انبساط و روزن رانی تناوبی شکل دهی هیدرواستاتیک لوله می تواند به صورت صنعتی و کاربردی در تولید لوله های فوق ریزدانه با طول های نسبتا بلند مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, مس خالص, انبساط و روزن رانی تناوبی و شکل دهی هیدرواستاتیک لوله, فوق ریزدانه}
    M. Motallebi Savarabadi, Gh. Faraji*, M. Eftekhari

    Hydrostatic tube cyclic expansion extrusion process is a newly invented severe plastic deformation technique for producing long ultrafine-grained and nanostructured tubes with higher mechanical properties. In the present research, this process was applied through two passes at room temperature on the commercial purity copper. Then, the hardness, tensile properties, fracture surface and microstructure of the samples were evaluated. The main goal of this research was to achieve a material with a simultaneous high strength and desirable ductility. In this process, the utilization of pressurized fluid between the die and the tube leads to first, the desired improvement of mechanical properties due to the effects of hydrostatic compressive stress. Second, the reduction of a required deforming force to eliminating the friction between the die and the tube leads to the facilitation of producing relatively long ultrafine-grained and nanostructured tubes. After two passes of process, a nearly equiaxed and homogeneous ultrafine-grained (UFG) microstructure was observed. The yield strength and ultimate strength increased from 75 MPa and 207 MPa to 310 MPa and 386 MPa, respectively. However, elongation to failure decreased from 55% to 37%. Also, the hardness value of the tube increased significantly from 59 Hv to 143 Hv, and the uniform distribution of hardness was obtained through the thickness of the tube. The fractography evaluations revealed that the predominantly ductile fracture happened in all samples of tensile testing. The hydrostatic tube cyclic expansion extrusion process can be utilized as a practical industrial method for producing relatively long ultrafine-grained tubes.

    Keywords: Severe plastic deformation, AZ31 Alloy, Pure copper, Hydrostatic pressure, Tube, Ultra-fine grain}
  • سیدمحمود قلعه بندی*، علیرضا فلاحی، حسین حسینی تودشکی
    در مقاله حاضر امکان پیش بینی رفتار الاستیک- پلاستیک آلیاژ آلومینیوم 7075 پس از تغییر شکل پلاستیک شدید با تخمین رفتار الاستیک- پلاستیک دانه و مرزدانه و مدل سازی المان محدود میکروساختاری مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور ابتدا فرآیند روزنرانی در کانال های مشابه زاویه دار انجام شد و آزمون های سختی سنجی و کشش در حالت ماکرو و همچنین آزمون فروروی میکرو روی نمونه های تولید شده صورت گرفت. با استفاده از داده های به دست آمده از آزمون های سختی و کشش، روابط ریاضی برای ارتباط دادن سختی و خواص استحکام استاتیکی در آلیاژ مورد نظر به دست آمد. در کنار روابط ریاضی، از مدل سازی معکوس فرآیند فروروی میکرو در نرم افزار المان محدود آباکوس به منظور تبدیل سختی در دانه و مرز آن به منحنی های تنش- کرنش بهره برده شده است. از نتایج به دست آمده به عنوان رفتار الاستیک- پلاستیک فازها در مدل سازی میکروساختاری استفاده شده است. در ادامه با استفاده از تصویر میکروساختاری، مدل سازی آزمون کشش برای یک بخش حجمی نشانگر از میکروساختار در نرم افزار المان محدود انجام شده است و رفتار به دست آمده از مدل میکروساختاری با رفتار آزمون کشش تجربی مقایسه شده است.
    کلید واژگان: مدل سازی میکروساختاری, تغییر شکل پلاستیک شدید, دانه, مرزدانه, آلیاژ آلومینیوم 7075}
    S.M. Ghalehbandi*, A. Fallahi, H. Hosseini Tudeshki
    The focus of this paper is to investigate the possibility of consideration of grains and grain boundaries and their elastic-plastic behavior to predict the stress-strain behavior of ECAPed 7075 Al alloy using a finite element micromechanical approach. For this purpose equal channel angular pressing is performed on the alloy and hardness and tensile tests were performed in the macro mode as well as the micro-indentation test on distinct areas of microstructure. Mathematical relations were obtained for the correlate the hardness and static strength properties of the alloy using the obtained data from hardness and tensile tests. In addition to the mathematical relations, backward simulation of the micro-indentation process has been used in the Abaqus finite element software to convert the hardness in the grain and its boundary to stress-strain curves. The elastic-plastic behavior of the phases has been used in microstructural modeling. Modeling of the strain test has been performed in the finite element software for the microstructures using the microstructural image. The predicted stress-strain behavior from microstructural modeling has been compared with experimental results.
    Keywords: Microstructural Modelling, Severe Plastic Deformation, Grain, Grain Boundary, 7075 Al Alloy}
  • علی رخشنده، محمد علی میرزایی خلیل آبادی*
    نورد تجمعی یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید است که برای ساخت کامپوزیت آلومینیم/برنج ریزدانه توسط نویسندگان این مقاله بررسی شده است. در تحقیق حاضر کامپوزیت زمینه آلومینیومی با برنج توسط فرآیند اتصال نوردی تجمعی در دمای اتاق، بدون عملیات حرارتی بین سیکلی تقویت شده است. استحکام کششی و سختی کامپوزیت در سیکل اول فرآیند افزایش چشمگیری پیدا می کند. در سیکل های بعدی این فرآیند خواص مکانیکی تغییر چندانی نمی کند. بعد از هفت سیکل انجام فرآیند استحکام کششی و سختی کامپوزیت نسیت به نمونه اولیه آلومینیوم به ترتیب 46 و 85 درصد افزایش یافت. همچنین ازیاد طول تا سیکل دوم کاهش شدید داشته و در سیکل های بعدی مقدار کمی افزایش می یابد. این تغییرات در خواص مکانیکی در طول فرآیند نورد تجمعی به دلیل کرنش سختی و مکانیزم کارسرد در سیکل های ابتدایی و ریزشدن دانه ها در سیکل های پایانی این فرآیند می باشد. نتایج ریزساختار کامپوزیت نشان می دهد که میانگین اندازه دانه های کامپوزیت تولید شده به مقدار 250 نانومتر رسیده و ذرات فلز برنج با افزایش تعداد سیکل فرآیند، توزیع یکنواخت تری پیدا می کند.
    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, فرآیند اتصال نورد تجمعی, کامپوزیت آلومینیوم, برنج, کامپوزیت فلزی}
    Ali Rakhshandeh, Mohammad Ali Mirzaee Khalil Abadi *
    Accumulative roll-Bonding process (ARB) that is a severe plastic deformation (SPD) process is investigated by the authors in order to fabricate ultrafine grained aluminum/brass composite . In this study, aluminum composite is reinforced with brass in seven cycles of ARB at room temperature and without any heat treatment between production cycles. Tensile strength and hardness of the composite increases strongly in the first cycle. These mechanical properties do not change significantly with increasing the number of cycles. After seven cycles of process, tensile strength and hardness of the composite compared to the initial Al sheet respectively increased to 46 and 85 percent. Also elongation of the composite decreases strongly in the first two cycles and slightly increased in the following cycles. This changes in the mechanical properties during the ARB process are due to the strain hardening and cold working mechanism in the primary cycles and the grain refinement in the final cycles. The microstracture results of the composite shows that the average value of grains reached 250 nm and the distribution of brass particles in the composite become more uniform with increasing the ARB cycles.
    Keywords: Severe plastic deformation, ARB process, Aluminum, brass composite, Metallic composite}
  • سیدعلی حسینی مرادی، بهزاد بینش*، محمدرضا یزدان پناه

    در این تحقیق فرآیند پرسکاری شیاری نیمه محدود به عنوان یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید برای ایجاد ساختار فوق ریزدانه در ورق فولاد عاری از عناصر بین نشین مورد مطالعه قرار گرفت. فرآیند مذکور به طور موفقیت آمیز به تعداد حداکثر چهار پاس روی نمونه ها اعمال شد و تاثیر تعداد پاس ها روی خواص مکانیکی و ریزساختار ورق ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نمونه های تغییر شکل یافته بیانگر این واقعیت هستند که پرسکاری شیاری نیمه محدود به طور موثری می تواند اندازه دانه ها/کریستالیت ها را کاهش دهد به نحوی که از حدود 41میکرومتر در حالت آنیل به 232نانومتر بعد از چهار پاس پرسکاری می رسد. همچنین نتایج به دست آمده نشان دادند که با اعمال فرآیند پرسکاری شیاری نیمه محدود، استحکام و سختی نمونه ها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. بیشترین مقادیر استحکام تسلیم و کششی در نمونه دو پاس پرسکاری شیاری نیمه محدود مشاهده شد که به ترتیب در حدود 90% و 75% افزایش در مقایسه با نمونه اولیه را نشان می دهند. حداکثر مقدار سختی 165ویکرز برای نمونه سه پاس پرسکاری شیاری نیمه محدود شده به دست آمد که در حدود 68% افزایش نسبت به نمونه آنیل شده را نشان می دهد. با توجه به نتایج سختی سنجی، با افزایش تعداد پاس های فرآیند میزان یکنواختی تغییر شکل افزایش پیدا کرد. روش المان محدود به منظور شبیه سازی فرآیند پرسکاری شیاری نیمه محدود استفاده شد و توزیع کرنش برای نمونه های تغییر شکل به دست آمد. نتایج شبیه سازی المان محدود مطابقت نسبتا خوبی با نتایج محاسبات تحلیلی نشان داد.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, مواد فوق ریزدانه, پرسکاری شیاری نیمه محدود, خواص مکانیکی, ریزساختار}
    S.A. Hosseini Moradi, B. Binesh*, M.R. Yazdanpanah ‎

    In this research, semi-constrained groove pressing (SCGP) as one of the severe plastic deformation techniques was investigated to achieve an ultrafine-grained structure in interstitial free steel sheets. The maximum of four semi-constrained groove pressing passes was successfully applied on the samples and the effects of the number of SCGP passes on the microstructure and mechanical properties of the samples were investigated. The microstructural investigations of the deformed specimens indicate that the semi-constrained groove pressing can effectively reduce the grain/crystallite size so that it ranges from about 41 μm in annealed condition to 232 nm after four passes. The results also showed that the strength and hardness of the samples are increased significantly by applying the pressing process. The highest tensile and yield strengths were observed in the two-pass SCGP processed sample, which showed an increase of about 90% and 75%, respectively, compared to the initial sample. The maximum hardness value of 165 Vickers was obtained for a three-pass SCGP processed sample, which is about 68% higher than the annealed sample. Regarding the hardness tests results, the uniformity of deformation increased with increasing the number of SCGP passes. Finite element method was used to simulate the semi-constrained groove pressing, and the strain distribution was obtained for the deformed samples. The finite element simulation results correlated fairly well with the analytical results.

    Keywords: Sever Plastic Deformation, Ultrafine-Grained Materials, Semi-Constrained Groove Pressing, Mechanical Properties, Microstructure}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال