بررسی تولید مواد با استحکام بالا در فرآیند ECAP به کمک شبیه سازی سه بعدی

Document Type: Research Paper

Authors

1 دانشجوی دکتری - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، باشگاه پژوهشگران جوان، ساوه، ایران

2 مدرس دانشگاه جامع علمی کاربردی

Abstract

در روش تغییرشکل در کانال‌های مساوی زاویه‌دار (ECAP)، ماده از داخل یک قالب با دو کانال متقاطع عبور کرده و تغییرشکل برشی شدیدی در ماده ایجاد می‌شود که به موجب آن کرنش‌های شدیدی در ماده پدیدار گشته و سبب ریزدانگی ساختار ماده می‌شود. در این تحقیق به کمک شبیه‌سازی سه‌بعدی فرآیند ECAP با استفاده از نرم‌افزار المان محدود اثر پارامترهای موثر نظیر سرعت پرس، زاویه‌ی کانال، زاویه‌ی گوشه‌ی قالب و ضریب اصطکاک بررسی شده و سپس تغییرات ساختار با نتایج آزمایشات تجربی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. براساس نتایج حاصله انطباق مناسبی بین روش‌های ارزیابی صورت گرفته وجود دارد و شبیه‌سازی انجام شده می‌تواند جهت پیش‌بینی نتایج فرآیند به‌کار گرفته شود.

Keywords


1-    Segal V.M., "Materials processing by simple shear", Material Science and Engineering A, Vol.197, pp. 157-164, 1995.

2-    Ruslan Z.V., Terence G.L., "Principles of equal-channel angular pressing as processing tool for grain refinement", Progress in Materials Science, Vol.51, pp. 881-981, 2006.

3-    Xu S., Zhao G., Ma X., Ren G., "Finite element analysis and optimization of equal channel angular pressing for producing ultra-fine grained materials", Journal of Materials Processing Technology, Vol.184, pp. 209–216, 2007.

4-    Nagasekhar A.V., Tick-Hon Y., Lib S., Seow H.P., "Effect of acute tool angles on equal channel angular extrusion/pressing", Material Science and Engineering A, Vol.410-411, pp. 269-272, 2005.

5-    Narendra B.D., Nayak S., "Nanocoatings for engine application", Surface & Coatings Technology, Vol.194, pp. 58– 67, 2005.

6-    Greger M., Cerny M., Kander L., "The formation of submicron and nanocrystaline grain structures Al- Mg-Si alloy by ECAP deformation", Proceedings of the 19th International Conference of Metallurgy and Materials (Metal 2010), Czech Rep., pp. 1-6, 2010.

7-    Basavaraj V.P., Uday Ch., Prasanna Kumar T.S., "Influence of friction in equal channel angular pressing – A study with simulation", Proceedings of the 17th International Conference of Metallurgy and Materials (Metal 2008), Czech Rep., pp. 1-9, 2008.

8-    Bidulska J., Kocisko R., Kvackaj T., Bidulsky R., Actis Grande M., "Numerical simulations of EN AW 2014 Aluminum alloy in ECAP process", Acta Metallurgica Slovaca, Vol.14, pp. 342-348, 2008.

9-       Li S., Beyerlein I.J., Necker C.T., Alexander D.J., Bourke M., "Heterogeneity of deformation texture in equal channel angular extrusion of copper", Acta Materialia, Vol.52, pp. 4859–4875, 2004.

10-   Xun Y., Mohamed F.A., "Refining efficiency and capability of top-down synthesis of nanocrystalline materials", Materials Science and Engineering A, Vol.528, pp. 5446–5452, 2011.

11-   Gholinia A1, Prangnell P.B., Markushev M.V., "The effect of strain path on the development of deformation structures in severely deformed aluminum alloys processed by ECAE", Acta mater, Vol.48, pp. 1115-1130, 2000.

12-   Cardoso K.R., Travessa D.N., Botta W.J., Jorge Jr.A.M., "High Strength AA7050 Al alloy processed by ECAP: Microstructure and mechanical properties", Materials Science and Engineering A, Vol.528, pp. 5804-5811, 2011.

13-   Alhajeria S., Gaoa N., Langdona T., "Hardness homogeneity on longitudinal and transverse sections of an aluminum alloy processed by ECAP", Materials Science and Engineering A, Vol.528, pp. 3833-3840, 2011.

14-   Nagasekhar A.V., Yoon S.C., Tick-Hon Y., Kim H.S., "An experimental verification of the finite element modeling of equal channel angular pressing", Computational Materials Science, Vol.46, pp. 347-351, 2009.

15-   Hertzberg R.W., "Deformation and fracture mechanics of engineering materials", John Wiley and Sons, 1996.