هومن چویلیان، خسرو فرمنش، عبدالرضا سلطانی پور، اسماعیل مقصودی،
دوره ۳۶، شماره ۳ - ( ۸-۱۳۹۶ )
چکیده
در این تحقیق فرایندهای شکلدهی گرم صنعتی با هدف دستیابی به دانش فنی و بومی‌سازی فرایند شکلدهی فولادهای زنگ‌نزن با استفاده از آزمون فشار گرم برای فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ شبیه‌سازی شد. نمودارهای تنش- کرنش حقیقی به‌دست آمده رفتار متداول بازیابی دینامیکی را از خود نشان دادند. اما با بررسی‌های میکروسکوپی مکانیزم ترمیم غالب در حین تغییر شکل گرم این فولاد از نوع تبلور مجدد دینامیکی تشخیص داده شد که با توجه به انرژی نقص در چیده شدن کم فولاد زنگ‌نزن ۳۲۱ وقوع این پدیده توجیه گردید. سپس با استفاده از نمودارهای مرتبط با تنش حقیقی، کرنش حقیقی و نرخ کرنش سختی، نقطه شروع تبلور مجدد دینامیکی در شرایط مختلف مشخص شد. همچنین با استفاده از معادلات ساختاری و پارامتر زنز هولمن، رفتار شکلدهی گرم فولاد زنگ‌نزن ۳۲۱ مورد بررسی قرار گرفت و انرژی اکتیواسیون تغییر شکل گرم برای این فولاد برابر ۴۲۲ کیلو ژول بر مول تعیین گردید.
سید الیاس موسوی، محمود مرآتیان، احمد رضائیان،
دوره ۳۶، شماره ۴ - ( ۱۲-۱۳۹۶ )
چکیده
اکستروژن در کانال‌های هم‌مقطع زاویه‌دار، یکی از روش‌های معروف برای تولید مواد ریزدانه به‌شمار می‌آید. در این مطالعه، خواص مکانیکی آلیاژ برنج دو فازی ۶۰ – ۴۰ تحت فرایند اکستروژن در کانال‌های هم مقطع زاویه‌دار بررسی شد. به این منظور نمونه‌ها تا کرنش معادل ۲ در دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد در مسیر C (پس از چرخش نمونه به اندازه ۱۸۰ درجه بین پاس‌ها) تحت فرایند اکستروژن قرار گرفتند. ریزساختار نمونه‌ها نشان داد که دانههای ریزی در مرزها تشکیل شدند که بیانگر وقوع تبلور مجدد در پاس‌های مختلف بود. مشاهده مسیرهای لغزش در ریزساختار نمونه‌ها نشان داد که حتی در چنین آلیاژی با انرژی نقص چیدن کم، لغزش نابجایی‌ها آغازگر تغییر شکل هستند. بررسی خواص مکانیکی نمونه‌ها نشان داد که با افزایش تعداد پاس، استحکام کششی، میکروسختی و انعطافپذیری به‌صورت همزمان افزایش یافت.
امیرحسین شیخعلی، مریم مرکباتی، سید مهدی عباسی،
دوره ۳۸، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش، به‌منظور بررسی رفتار سیلان گرم و ازدیاد طول نسبی شمش‌ریختگی آلیاژ تیتانیوم SP-۷۰۰، آزمایش کشش گرم در مناطق دوفاز β/α و تک‌فاز β با نرخ کرنش ۱/۰ بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد که رفتار کشش گرم آلیاژ SP-۷۰۰ در ناحیه دوفاز β/α (دماهای ۹۰۰-۷۰۰ درجه سانتیگراد) به‌دلیل ماهیت فازهای آلفا و بتا و ساختار بلوری آنها، متفاوت از ناحیه تک‌فاز β (دماهای ۱۱۰۰-۹۵۰ درجه سانتیگراد) است. زیرا تعداد سیستمهای لغزش و درنتیجه مکانیزم تغییر شکل در ساختار هگزاگونال فشرده متفاوت از ساختار بلوری مکعبی مرکزدار است. از سوی دیگر، تغییرات شدید میزان ازدیاد طول نسبی در محدوده دمایی ۹۰۰-۸۵۰ درجه سانتیگراد، ناشی از حذف تدریجی فاز آلفا از زمینه در اثر وقوع استحاله فازی آلفا به بتا بود. بررسی ریزساختار نشان داد که مکانیزم غالب تغییر شکل گرم آلیاژ SP-۷۰۰ هنگام کشش گرم، بازیابی دینامیکی است. بنابراین علت افزایش میزان ازدیاد طول نسبی آلیاژ با دما، به تضرس مرزدانهها و وقوع بازیابی دینامیکی نسبت داده شد. درحالی که با افزایش دما در محدوده ۱۱۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد، رشد دانههای بتا و وقوع شکست مرزدانهای باعث کاهش میزان ازدیاد طول نسبی شده است.
حمیدرضا شاهوردی، رسول علیپور،
دوره ۳۸، شماره ۲ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
فرایند شکلدهی خزشی از جمله فرایندهای نوینی است که به‌دلیل بهبود خواص مکانیکی و کاهش هزینه های تولید در صنایع هوایی توسعه یافته است. شکلدهی خزشی بر اساس پدیده خزش و آزادسازی تنش در حین عملیات پیرسازی آلیاژهای عملیات حرارتی‌پذیر آلومینیوم رخ میدهد. در این پژوهش، شکلدهی خزشی آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵ در دماهای ۱۲۰، ۱۵۰ و ۱۸۰ درجه سانتیگراد و زمان‌های ۶، ۲۴ و ۴۸ ساعت انجام شد و از آزمون های کشش و سختی برای مشخصه یابی نمونه ها استفاده شد. با اندازه‌گیری میزان برگشت‌فنری مشخص شد که این پاسخ تابع دما و زمان بوده و با افزایش دما و زمان شکلدهی خزشی، از ۱/۵۴ درصد به ۵۱/۳۹ درصد کاهش مییابد. خواص مکانیکی نمونه ها نشان داد که با افزایش زمان شکلدهی، استحکام و سختی افزایش مییابد که دلیل آن، می تواند تحولات ریزساختاری ناشی از فرایند رسوبگذاری در حین شکلدهی خزشی باشد. با توجه به نتایج، دو نمونه به‌عنوان نمونه های بهینه از نظر برگشت فنری و خواص مکانیکی انتخاب شدند و رفتار کارسختی و مورفولوژی سطح شکست آنها بررسی شد.
مهدی سمیعی زفرقندی، سید مهدی عباسی،
دوره ۳۸، شماره ۲ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش، رفتار تغییر شکل سوپرآلیاژ پایه کبالت Haynes ۲۵ در محدوده دمایی ۱۲۰۰-۹۵۰ درجه سانتیگراد از طریق آزمایش کشش گرم در نرخ کرنش ۱/۰ بر ثانیه بررسی میشود. بررسی‌های ترمودینامیکی نشان داد که دو نوع کاربید M۲۳C۶ و M۶C به‌ترتیب در محدوده دمایی زیر ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و بالای ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد در آلیاژ Haynes ۲۵ پایدار هستند. منحنیهای تنش- کرنش حاکی از یک روند غیرعادی میزان کرنش شکست برای آلیاژ گفته شده بود، بدین ترتیب که با افزایش دما از ۹۵۰ به ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد کرنش شکست کاهش و با افزایش مجدد دما افزایش یافت. ملاحظه شد که در محدوده دمایی حدود ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد افزایش کسرحجمی کاربیدهای M۶C غنی از تنگستن، سبب کاهش میزان انعطافپذیری آلیاژ میشود. همچنین بررسی های ریزساختاری نشان داد که در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد دانه های تبلور مجدد دینامیکی در اطراف کاربیدها و مرزهای اولیه جوانه زده و رشد کردهاند. وقوع تبلور مجدد دینامیکی سبب بهبود انعطاف پذیری از طریق مکانیزم ریزدانه سازی می شود. بنابراین دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد بالاترین میزان انعطافپذیری را نسبت به دیگر دماها از خود نشان داد.
محمدحسین موسی زاده میبدی، رضا وفایی، احسان محمدشریفی، خسرو فرمنش،
دوره ۳۸، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش، به‌منظور مشخصه یابی رفتار تغییر شکل یک فولاد ضدزنگ آستنیتی AISI ۳۲۱ حین فرایند پیلگر، شبیه‌سازی المان محدود انجام شد و نتایج آن با مقادیر تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. تأثیر پارامترهای فرایند، شامل نرخ تغذیه (چهار و هشت میلیمتر) و زاویه چرخش (۱۵، ۳۰ و ۶۰ درجه) در مقدار آسیب ایجاد شده نیز ارزیابی شد. به‌منظور شبیه سازی رفتار سیلان ماده از مدل جانسون-کوک استفاده شد. در ادامه با درنظر گرفتن تنش های فشاری زیربرنامه بهبود یافته ای از مدل آسیب لاتام-کاککرافت محاسبه و برای تعیین پارامترهای بهینه فرایند مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که کرنش های شعاعی و محیطی در تمامی شرایط فشاری و کرنش محوری کششی است. مقدار کرنش ایجاد شده (صرفنظر از حالت فشاری یا کششی آن) نیز در سطح خارجی لوله در مقایسه با سطح داخلی بیشتر است. با درنظر گرفتن تعداد سیکل های خستگی یک المان لوله حین فرایند، نرخ تغذیه هشت میلیمتر، زاویه چرخش ۶۰ درجه و کمترین ضریب اصطکاک به‌عنوان پارامترهای بهینه تعیین شدند.
فاطمه مصطفایی حیدرلو، مریم مرکباتی، حسن بدری،
دوره ۳۹، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۹ )
چکیده
هدف از پژوهش حاضر، تعیین محدوده مناسب کارگرم سه فولاد کم‌آلیاژ کربن متوسط بر پایه Ni-Cr-Mo با استفاده از آزمایش‌های کشش گرم و پیچش گرم است. آزمایش کشش گرم در محدوده دمایی ۸۵۰ تا ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد با نرخ کرنش ثابت ۰/۱ بر سانتی‌متر تا وقوع شکست انجام شد. سپس رفتار سیلان، داکتیلیته گرم و تحولات ریزساختاری فولادها ارزیابی شد. آزمایش پیچش گرم در محدوده دمایی ۷۸۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد در نرخ کرنش یک بر سانتی‌متر و کرنش ۰/۱ انجام و تأثیر عناصر تیتانیوم و نیوبیوم بر تنش سیلان متوسط و دمای توقف تبلور مجدد بررسی شد. نتایج آزمایش کشش گرم نشان داد، تبلور مجدد دینامیک مکانیزم غالب تغییر شکل در دماهای بالای ۹۵۰ درجه سانتیگراد برای فولاد پایه و ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد برای فولادهای میکروآلیاژی است. نتایج آزمایش پیچش گرم نشان داد دمای توقف تبلور مجدد برای فولاد پایه، فولاد حاوی تیتانیوم و فولاد حاوی نیوبیوم به‌ترتیب ۱۰۷۰، ۱۰۶۹ و ۱۱۱۶ درجه سانتیگراد است. درنهایت، محدوده مناسب تغییر شکل گرم برای دستیابی به خواص مکانیکی حداکثر برای فولاد پایه و فولاد حاوی تیتانیوم ۱۰۷۰-۹۵۰ درجه سانتیگراد و برای فولاد حاوی نیوبیوم محدوده ۱۱۰۰-۹۵۰ درجه سانتیگراد به‌دست آمد.
محمدتقی اسدی خانوکی،
دوره ۳۹، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۹ )
چکیده
در این تحقیق اثر دما و نرخ کرنش بر رفتار جریان مومسان شیشه‌فلز حجمی آلیاژ پایه زیرکونیم در حین آزمون خمش سه‌نقطه‌ای بررسی و ارتباط بین حساسیت به نرخ کرنش (m) و نوع جریان مطالعه شده است. بررسی منحنیهای تنش- کرنش خمشی، نشان‌دهنده دو نوع جریان مضرّس و غیرمضرّس وابسته به دما و نرخ کرنش است. در دماهای بالای یک دمای بحرانی و یا نرخهای کرنش کمتر از یک حد بحرانی، جریان مضرّس پدیدار میشود که ناشی از فعال شدن همزمان نواحی استحاله برشی (STZ) و فرایندهای آسایش ساختاری وابسته به زمان است. همچنین در دماهای بالاتر از ۰/۴ دمای انتقالی شیشه، m منفی و در زیر آن دما، m مثبت خواهد بود. دلیل منفی بودن m ، نبودن زمان کافی برای فعال شدن فرایندهای آسایش ساختاری در نرخهای کرنش بالا است که باعث افزایش حجم آزاد در نوارهای برشی و درنتیجه نرم شدن ماده میشود. مقایسه انرژی فعال‌سازی نواحی استحاله برشی و انرژی لازم برای شروع جریان مضرّس نشان میدهد که این دو انرژی تقریباً با هم برابر بوده و ارتباط نزدیکی بین پدیده جریان مضرّس و عملکرد نواحی استحاله برشی وجود دارد.
رقیه امیرارسلانی، مریم مرکباتی، رشید مهدوی،
دوره ۴۰، شماره ۱ - ( ۳-۱۴۰۰ )
چکیده
در این پژوهش، به بررسی رفتار تغییر شکل گرم فولاد ابزار گرم‌کار W۳۶۰، با انجام آزمایش فشار گرم در محدوده دمایی ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد و نرخهای کرنش ۰/۰۰۱، ۰/۰۱، ۰/۱ و ۱ بر ثانیه پرداخته شده است. مطابق نتایج حاصل، تبلور مجدد دینامیکی مهم‌ترین عامل ترمیم این آلیاژ حین تغییر شکل گرم است. در فولاد W۳۶۰ با افزایش دما و افزایش نرخ کرنش، تبلور مجدد افزایش یافته است. در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و نرخ کرنش یک بر ثانیه ساختار کاملاً تبلور مجدد یافته حاصل شده است و در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد وقوع رشد دانه کاملاً مشهود است. همچنین با رسم نقشه فرایند این فولاد، محدوده بهینه تغییر شکل گرم آن تعیین شد. تصاویر ریزساختاری حاصل از آزمایش فشار گرم نشان داد که در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و نرخ کرنش ۰/۰۱ بر ثانیه، تبلور مجدد آغاز شده و با افزایش دما و افزایش نرخ کرنش، به‌دلیل افزایش انرژی ذخیره شده و درنتیجه افزایش مکان‌های مساعد برای جوانه‌زنی، تبلور مجدد توسعه مییابد. نتایج حاصل از رسم نقشه فرایند نشان داد، منطقه مناسب تغییر شکل گرم فولاد مورد بررسی، محدوده دمایی ۱۰۵۰ تا ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد و نرخ کرنش ۰/۱ تا ۱ بر ثانیه است.
صفورا شاهزمانی، محمد رضا طرقی نزاد، علی اشرفی،
دوره ۴۰، شماره ۲ - ( ۶-۱۴۰۰ )
چکیده
در این پژوهش، با استفاده از فرایند نورد تجمعی بر ورق‌های آلومینیوم خالص و ورق‌های حاوی پوشش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی (PEO) کامپوزیت آلومینیوم- آلومینا ساخته شد. بدین منظور پوشش با سه ضخامت ۱۰، ۲۰ و ۴۰ میکرون ایجاد شده توسط جریان‌های تک‌قطبی و دوقطبی و جرقه‌زنی نرم استفاده شد. نتایج آزمون‌های مکانیکی بیانگر بیشترین استحکام کششی در کامپوزیت با ۳/۲۲ درصد حجمی آلومینا بود. برای بررسی اثر مسیر کرنش، دو فرایند نورد تجمعی متداول و متقاطع روی نمونه‌ها انجام شد. بررسی‌های میکروسکوپی و نتایج آزمون‌های مکانیکی توزیع یکنواخت‌تر ذرات تقویت کننده در فرایند نورد تجمعی متقاطع و درنتیجه برتری خواص مکانیکی در این روش را نشان داد. درنهایت نیز خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ساخته شده با استفاده از پوشش‌های حاوی ذرات ZnO بررسی شد که نشان‌دهنده افزایش استحکام کششی و درصد ازدیاد طول همراه با اضافه کردن نانوذرات اکسید روی به الکترولیت پوشش‌دهی بود. در قسمت دوم این پژوهش با استفاده از روش بخش‌بندی‌های پیاپی یک مدل واقعی از ساختار کامپوزیت Al /۳,۲۲ vol% Al۲O۳ پس از پنج دوره فرایند نورد تجمعی متقاطع ایجاد شد و سپس با استفاده از نرم‌افزار آباکوس مدل تحت نیروی کششی قرار گرفت.
مریم کمالی اردکانی، مریم مرکباتی،
دوره ۴۰، شماره ۲ - ( ۶-۱۴۰۰ )
چکیده
هدف از پژوهش حاضر بررسی رفتار تغییر شکل گرم و وقوع پدیده‌های ترمیم در حین تغییر شکل فولاد ابزار گرم‌کار AISI H۱۰ است. بدین منظور، آزمایش کشش گرم روی این فولاد در محدوده دمایی ۱۱۵۰-۹۰۰ درجه سانتیگراد با فاصله دمایی ۵۰ درجه سانتیگراد و در نرخ کرنش ثابت ۱-۰/۱ ثانیه انجام شد. پس از انجام آزمایش، تحولات ریزساختاری بررسی شده و نمودارهای سیلان و داکتیلیته گرم فولاد رسم شدند. با توجه به بررسی منحنی داکتیلیته و نتایج ریزساختار، در دماهای ۹۰۰ و ۹۵۰ درجه سانتیگراد به‌علت کم بودن دما و عدم فعال شدن فرایندهای ترمیم و حضور کاربیدها، داکتیلیته نسبت به سایر دماها کمتر است. با افزایش دما در محدوده دمایی ۱۱۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد، به‌علت وقوع تبلور مجدد دینامیکی، داکتیلیته افزایش یافته است. درنهایت در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد با توجه به انحلال ذرات کاربیدی و فراهم شدن شرایط رشد دانه‌ها، داکتیلیته افت کرد. محدوده دمایی مناسب برای تغییر شکل فولاد مورد بررسی با توجه به نتایج آزمایش کشش گرم و بررسی‌های ریزساختاری در نرخ کرنش ثابت ۱-۰/۱ ثانیه و ۱۱۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد به‌دست آمد.
