مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثر سطح مقطع قطعه‌کار بر خواص مکانیکی تیتانیم خالص تجاری تولید شده به روش پرسکاری در کانال‌های هم‌‌مقطع زاویه‌دار

نویسندگان
1 استاد/ دانشگاه فردوسی مشهد
2 هیات علمی دانشگاه فردوسی
3 دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
پرسکاری در کانال‌های هم‌مقطع زاویه‌داریکی از موثرترین فرایندهای تغییرشکل پلاستیکی شدید جهت تولید مواد فوق ریزدانه و حتی نانوساختار است. از میان بایوموادهای فلزی،تیتانیم خالص تجاری در مقایسه با سایر آلیاژها بهترین خواص مکانیکی را نشان می‌دهد. در این مطالعه اثر سطح مقطع قطعه‌‌کار بر خواص مکانیکی تیتانیم خالص تجاری تولید شده توسط این فرایند مورد بررسی قرار گرفته است. قطعه‌کارهایی در دو نوع سطح مقطع دایروی و مربعی در قالبی با زاویه‌ی کانال 120 درجه با مقطع مربعی در دمای محیط طی یک پاس تحت پرس قرار گرفت و اثرات آن بر نیروی شکل‌دهی، اندازه دانه، سختی، استحکام و چقرمگی مطالعه شد. شبیه‌سازی اجزاء محدود نیز با استفاده از نرم‌افزار آباکوس جهت پیش‌بینی نیروی شکل‌دهی، کرنش پلاستیک معادل و بررسی اثر پارامترهای هندسی کانال قالب بر آنها انجام شده است که انطباق مناسبی بین نتایج شبیه‌سازی و تجربی وجود داشت. از تحلیل نتایج چنین فهمیده شد که با استفاده از قطعه‌کاری با مقطع دایروی در فرایند پرسکاری در کانال‌های هم‌مقطع زاویه-دار، در مقایسه با قطعه‌کار با مقطع مربع، نه تنها نیروی پرسکاری کمتری موردنیاز است بلکه خواص مکانیکی ماده نظیر سختی و استحکام به طور چشمگیری بهبود می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of work-piece cross section on the mechanical properties of commercially pure titanium produced by Equal Channel Angular Pressing

نویسندگان English

Mehran Kadkhodayan 1
Mahmoud Shariati 2
Reza Naseri 3
چکیده English

Equal channel angular pressing is one of the most effective severe plastic deformation processes for fabrication of ultrafine grained or even nanostructured materials. Among the metallic biomaterials, commercially pure titanium exhibits the best mechanical properties, compared with other alloys. In this study, the effect of work-piece cross section on the mechanical properties of commercially pure titanium produced by this process has been investigated. The work-pieces in two types of cross section(square and circular) are pressed one pass in the square channel with angle 120° at room temperature and effects of cross section on the forming load, grain size, hardness, strength and toughness was studied. Finite element simulation by using the ABAQUS software has been performed for forecasting the forming load, equivalent plastic strain and investigation of effects of geometry parameters of die channel on these. The simulation results have shown good agreement with experimental results. Through analysis of results, it is found that by using the work-piece with circular cross section at equal channel angular pressing process, not only decreased the required pressing load, but also significantly improved the mechanical properties of the materials such as hardness and strength as compared to using the work-piece with square cross section.

کلیدواژه‌ها English

Equal channel angular pressing
Commercially Pure Titanium
Cross section
Mechanical properties
Finite element simulation