دوره 22، شماره 6 - ( خرداد 1401 )                   جلد 22 شماره 6 صفحات 392-381 | برگشت به فهرست نسخه ها

‎ 10.52547/mme.22.6.381
‎ 20.1001.1.10275940.1401.22.6.3.8

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Shakibaseresht M, Zabihpoor M. Investigation of mechanical properties and fatigue crack growth in nanostructured aluminum by ECAP process. Modares Mechanical Engineering 2022; 22 (6) :381-392
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-52446-fa.html
شکیباسرشت مرتضی، ذبیح پور محمود. بررسی خواص مکانیکی و رشد ترک خستگی در آلومینیم نانوساختار شده توسط فرایند ایکپ. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 22 (6) :381-392

URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-52446-fa.html

بررسی خواص مکانیکی و رشد ترک خستگی در آلومینیم نانوساختار شده توسط فرایند ایکپ
مرتضی شکیباسرشت1 ، محمود ذبیح پور* 2
1- کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، دانشکده مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
2- عضو هیات علمی و دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا، گروه علمی سازه های هوافضایی ، zabihpoor@mut.ac.ir
چکیده:   (1202 مشاهده)
پرس در کانال‌های هم مقطع زاویه دار (ECAP)[1] یکی از روش‌های پالایش و ریزدانه نمودن مواد فلزی می‌باشد. در این تحقیق عملیات ایکپ به‌روی نمونه‌هایی از آلیاژ 5182، در 1 تا 4 پاس در دمای محیط انجام شده است.  بعد از ایکپ‌، نمونه‌‌‌‌‌ها برای بدست آوردن خواص مکانیکی مانند سختی سنجی،‌‌ تست کشش و متالوگرافی آماده شده اند. نتایج حاصل از این آزمایشات نشان داد که خواص مکانیکی مواد ایکپ شده نسبت به حالت معمولی بهبود یافته است. با استفاده از میکروسکوپ روبشی[2] مشاهده شد اندازه‌ی دانه به طور متوسط از 131 میکرومتر در حالت اولیه به 745 نانومتر بعد از فرآیند ایکپ بعد از پاس چهار کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از سختی سنجی نیز افزایش 213 درصدی را نسبت به حالت معمولی نشان داد. افزایش تنش تسلیم نیز بعد از 4 پاس در حدود 3 برابر می‌باشد. در نهایت، رشد ترک این مواد تحت بارگذاری خستگی با ایجاد پیش ترک مناسب با حالت بدون ایکپ مقایسه شده‌است و مشاهده گردید که رشد ترک در مواد ایکپ شده سریع­ تر می‌باشد و سطح شکست در مقایسه با حالت معمولی هموارتر شده‌است. همچنین انحراف ترک از مسیر خود در مواد ریز ساختار نسبت به حالت معمولی کمتر می­‌باشد. در انتها، با مقایسه نتایج آزمایشگاهی رشد ترک با نتایج حاصل از تحلیل عددی، صحت نتایج عددی اعتبارسنجی و تایید شده ­اند.
 
[1] Equal Channel Angular Pressing
[2] SEM
واژه‌های کلیدی: ایکپ، خواص مکانیکی، مواد نانو ساختار، رشد ترک خستگی
متن کامل [PDF 1096 kb]   (964 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشی اصیل | موضوع مقاله: شکل‌دهی ورق‌های فلزی
دریافت: 1400/2/21 | پذیرش: 1400/9/22 | انتشار: 1401/3/10
فهرست منابع
1. R.V. Valier, "Developments in the use of ECAP processing for grain refinement", Rev.Adv.Mat.Sci.Vol.13, 2006, pp.15-25.
2. J. Cheon lee, "Thermal behavior of aluminum 5083alloy deformed by equal channel angular pressing", Thermochemical Acta, Vol.499, 2010, pp.10-105. [DOI:10.1016/j.tca.2009.11.008]
3. M. Elbert, "Fatigue crack closure under cyclic tension", Fat.Eng.Mech.Vol.2, 1970, pp.37-45. [DOI:10.1016/0013-7944(70)90028-7]
4. A. Patlan, "overview of fatigue properties of fine grain 5056 Al-Mg alloy processed by ECAP" ,Mat.Sci.Eng.A, Vol.300, 2001, pp.171-82. [DOI:10.1016/S0921-5093(00)01682-8]
5. T. Hanon, "Fatigue behavior of Nano crystalline metals and alloys",Int.J.fatigue .,Vol.27,2005,pp.1147-58. [DOI:10.1016/j.ijfatigue.2005.06.035]
6. A. Vingradov, "Atomic force microscopic study on surface morphology of ultrafine grained materials after tensile testing",Mat.Sci.Eng.A,vol.31,2001,pp.319-321. [DOI:10.1016/S0921-5093(01)01057-7]
7. A.Y. Vingradov, "cyclic behavior of ultrafine grain titanium produced by ECAP",Mat.Sci.Eng.A, Vol.318,2001,pp.163-173. [DOI:10.1016/S0921-5093(01)01262-X]
8. A. Patlan, "overview of fatigue properties of fine grain 5056 Al-Mg alloy processed by ECAP", Mat.Sci.Eng.A, Vol.300, 2001, pp.171-82. [DOI:10.1016/S0921-5093(00)01682-8]
9. M. Kazemi and R.Seifi, "Effects of crack orientation on the fatigue crack growth rate and fracture toughness of AA6063 alloy deformed by ECAP", Materials Science and Engineering: A Volume 733, 2018, Pages 71-79. [DOI:10.1016/j.msea.2018.07.042]
10. W.S. LePag et al, "Grain size effects on NiTi shape memory alloy fatigue crack growth" , Journal of Materials Research; Warren dale Vol. 33, Iss. 2, 2018. [DOI:10.1557/jmr.2017.395]
11. http://www.matweb.com/search/DataSheet.html
12. Standard test methods for tension testing wrought cast Aluminum and Magnesium Alloy products".
13. ASTM B55M-10(2004).
14. Standard method for Vickers hardness of metallic materials". ASTM E92(2002).
15. Standard guide for preparation of metallographic Specimens" ASTM E3-01.(2001).
16. Standard test method for measurement of fatigue crack growth rates". ASTM E647-00.(2001).
17. Abaqus Analysis User's Manual (2019).
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.