بخشی از مقاله
چکیده
تعداد پاس در فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید - SPD - 1 بر همگنی ریزدانهسازی و توزیع یکنواخت خواص مکانیکی نمونههای فرآوری شده تأثیر بسزایی دارد. در پژوهش حاضر، تأثیر تعداد پاس بر خواص مکانیکی و همگنی تغییر شکل اعمالی به نمونه از جنس آلیاژ آلومینیوم 1050 با استفاده از روش نوین SPD تحت عنوان اکستروژن برشی خالص - PSE - 2 بررسی شد. برخلاف بسیاری از فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید که کرنش اعمالی به نمونه از نوع برشی ساده است، در روش PSE کرنش اعمالی در حالت برشی خالص به نمونه اعمال میگردد. همگنی تغییر شکل اعمالی به نمونه بهعنوان یک عامل بسیار مهم در فرآیندهای SPD در نظر گرفته میشود. بدین منظور توزیع سختی در مقطع نمونه و میزان پرشدن کانال خروجی قالب بهعنوان پارامترهای نمایانگر توزیع کرنش و ثبات ابعادی نمونه به ازای یک، دو و سه پاس از فرآیند PSE مورد بررسی قرار گرفتند . همچنین میزان نیرو و نحوه توزیع آن در طول سه پاس محاسبه و بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش تعداد پاس میزان پرشدن و میانگین سختی افزایش مییابد. لازم به ذکر است که با افزایش تعداد پاس، انحراف استاندارد توزیع سختی افزایش مییابد که بیانگر افزایش ناهمگنی تغییر شکل اعمالی به نمونه است.
مقدمه
امروزه، یکی از مؤثرترین روشهای فرآوری مواد و آلیاژهای حجیم بهمنظور دستیابی به ساختارهای بسیار ریزدانه و خواص مکانیکی بهینه استفاده از روشهای مختلف تغییر شکل پلاستیک شدید - SPD - 1 است - Lowe and Valiev, 2000; Valiev and . - Alexandrov, 1999 روش تغییر شکل پلاستیک شدید با رویکرد مؤثر خود موجب توجه بسیاری از محققان جهت فرآوری مواد فوق ریزدانه - UFG - 2 قرار گرفته است . - Toth and Gu, 2014 - در روشهای تغییر شکل متداول و روزمره مانند اکستروژن، نورد، کشش عمیق و غیره امکان کاهش زیاد سطح مقطع نمونه در یک پاس وجود نداشته و تجمع کرنشهای بالا و اصلاح قابلقبول دانهها به دست نخواهد آمد . - Valiev, Islamgaliev and Alexrandrov, 2000 - فرآیندهای SPD ازجمله پرس در کانالهای هم مقطع زاویهدار - Segal, 1995 - - ECAP - ، پیچش تحت فشار بالا - - Bridgman, 1935 - - HPT - ، اکستروژن پیچشی - Salishchev, - - TE - Valiakhmetov and Galeyev, 1993، نورد تجمعی - Saito, Tsuji, Utsunomiya, Sakai and Hong, 1998 - - ARB - ، فشردهسازی شیاری محدود Shin, Park, Kim and Park, 2002 - - CGP - - ، اکستروژن برشی سادهPardis and - - SSE - 3 - Ebrahimi, 2009 و غیره امکان اعمال تغییر شکل زیاد به نمونه بدون تغییر ابعاد اولیه آن و درنهایت اعمال کرنش پلاستیکی بالا و رسیدن به ساختار اصلاحشده دانه را فراهم میکنند . - Valiev et al, 1999 - در اکثر روشهای SPD ازجمله ECAP، TE و SSE کرنش برشی در حالت ساده به نمونه اعمال میگردد لذا توسعه روشی که در آن کرنش برشی به حالت خالص حین تغییر شکل به نمونه اعمال گردد حائز اهمیت است. بر این اساساخیراً روش نوینی تحت عنوان اکستروژن برشی خالص - PSE - 4 معرفی گردیده است که میتواند بهمنظور تغییر شکل پلاستیک شدید در حالت برشی خالص مورد استفاده قرار گیرد اکستروژن برشی خالص یک فرآیند نوین SPD است که با استفاده از آن میتوان مواد فلزی فوقریزدانه را تولید کرد. روش PSE شبیه به فرآیند اکستروژن برشی ساده است که توسط پردیس و همکارانش - 2009 - معرفی گردید، اما وجه تفاوت اصلی این دو فرآیند SPD، نوع کرنش برشی اعمالی به نمونه است. بهطوری که در PSE کرنش برشی اعمالشده برخلاف روش SSE که از نوع برشی ساده است، از نوع خالص میباشد. در شکل - - 1 اساس کرنش برشی خالص و ساده نشان داده است. مطابق شکل -1 - الف - اگر المانی تحت تنش برشی قرار گیرد، به نمونه میتواند کرنش برشی به دو حالت خالص و ساده - مطابق شکل -1 - ب و ج - - اعمال میگردد - Hosford . - and Caddell, 2011 تأثیر کرنش برشی خالص و ساده در شکلگیری فلزات نانو ساختار توسط سگال - 2002 - تشریح گردیده است.
شکل .1 حالات کرنش برشی مختلف، الف - اعمال تنش برشی، ب - کرنش برشی خالص و ج - کرنش برشی ساده.
