مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی و مطالعه تجربی تغییر شکل پلاستیک شدید آلیاژ آلومینیوم 7075 با استفاده از فرایند پرس- اکستروژن مکرر

نویسندگان
1 مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بناب، بناب ایران
2 دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 دانشکده هوافضا، دانشگاه تهران
چکیده
در این پژوهش، تغییر شکل پلاستیک شدید آلیاژ آلومینیوم 7075 با استفاده از یک فرایند جدید و بر اساس ترکیب فرایندهای مرسوم پرس و اکستروژن مستقیم بررسی شد. در این فرایند که تحت عنوان پرس- اکستروژن مکرر نامیده می شود، نمونه های استوانه ای ابتدا تحت فرایند پرس و سپس اکستروژن در دمای 250 °C به تعداد سیکل-های مختلف قرار گرفتند. طراحی قالب با در نظر گرفتن امکان انجام هر دو فرایند پرس و اکستروژن توسط یک قالب صورت پذیرفت و فرایند به‌طور موفقیت آمیز به تعداد حداکثر چهار سیکل بر روی نمونه‌ها آزمایش شد. از روش المان محدود به‌منظور شبیه سازی رفتار تغییر شکل آلیاژ در حین فرایند پرس- اکستروژن مکرر استفاده شد و توزیع کرنش برای نمونه های تغییر شکل بدست آمد. نتایج شبیه سازی المان محدود مطابقت نسبتاً خوبی با نتایج مشاهدات ریزساختاری نشان داد. با توجه به نتایج شبیه سازی، بیشترین میزان کرنش مؤثر مربوط به ناحیه مرکزی نمونه ها می باشد. رفتار تغییر شکل و الگوی سیلان نمونه ها درحین فرایند پرس- اکستروژن مکرر بر اساس نتایج تجربی و شبیه سازی بحث شد. علاوه بر این، تأثیر میزان کرنش اعمالی بر خواص مکانیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. استحکام کششی و درصد ازدیاد طول نمونه های تغییر شکل یافته با افزایش تعداد سیکل فرایند پرس- اکستروژن مکرر افزایش پیدا کرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Simulation and experimental study of severe plastic deformation of 7075 Al alloy processed by repetitive upsetting-extrusion

نویسندگان English

Behzad Binesh 1
Mehrdad Aghaie-Khafri 2
Mohammad Daneshi 3
1 Department of Mechanical Engineering, University of Bonab, Bonab, Iran
3 Department of Aerospace Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

In this study, severe plastic deformation of 7075 aluminum alloy was investigated using a new method, based on the combination of conventional upsetting and direct extrusion. In this process, which is called repetitive upsetting-extrusion, cylindrical samples were first subjected to upsetting and were subsequently subjected to extrusion at 250 °C with various processing cycles. Die design was carried out considering the possibility of conducting both upsetting and extrusion by using a single die and the maximum of four RUE cycles were successfully performed on the samples. Finite element method was used to simulate the deformation behavior of 7075 alloy during repetitive upsetting-extrusion processing and the strain distribution was obtained for the deformed samples. The finite element simulation results correlated fairly well with the microstructural observations. Based on the simulation results, the maximum effective strain was observed at the central region of the samples. The deformation behavior and the flow pattern were discussed based on the experimental and the simulation results. In addition, the effect of applied strain on mechanical properties of processed samples was studied. Tensile strength and elongation of deformed samples increased with extending the number of repetitive upsetting-extrusion cycles.

کلیدواژه‌ها English

Severe plastic deformation
ultrafine-grained materials
Repetitive Upsetting-Extrusion Process
Mechanical properties