تحليل تجربي و اجزاء محدود فرآيند اكستروژن معكوس گرم پريفرم مخزن فولادي ميكروآلياژي واناديم‌دار براي تعيين دماي پيشگرم بهينه

Experimental and finite element analysis of hot backward extrusion process of vanadium microalloyed steel preform for determining optimum preheat temperature

در اين پژوهش تاثير دماي پيشگرم بيلت بر نيروي انجام فرآيند اكستروژن معكوس گرم يك مخزن از جنس فولاد ميكروآلياژي واناديم دار، مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا رفتار تغيير شكل پلاستيك فولاد مورد نظر توسط آزمون فشار گرم در دماهاي 850 تا ℃ 1250 تحت نرخ كرنش هاي مختلف به دست آمد. سپس با كمك اين داده ها فرآيند اكستروژن معكوس براي مخزن مورد نظر با روش اجزاء محدود در محدوده دمايي ذكر شده شبيه سازي شد. نتايج آزمون فشار گرم و اجزاء محدود نشان داد كه با افزايش دماي پيشگرم از 850 به ℃ 1250، مقدار تنش بيشينه از 200 بهMPa 42 كاهش مي يابد و نيروي انجام فرآيند اكستروژن معكوس گرم از 247 به Ton 43 كاهش پيدا مي كند. در ادامه، ريزساختار نمونه ها توسط ميكروسكوپ نوري مورد بررسي قرار گرفت كه هيچگونه عيبي در ريزساختار آنها مشاهده نگرديد. در نهايت باتوجه به نيروي محاسبه شده وارد به سنبه در فرآيند اكستروژن معكوس گرم در دماي ℃ 1200 به مقدار Ton 48 و تنش بيشينه بدست آمده در آزمون فشار گرم به مقدارMPa 53، فرآيند اكستروژن معكوس گرم بر روي بيلت فولادي در دماي پيشگرم ℃ 1200 در كارگاه انجام شد كه تغييرشكل بيلت به پريفورم مخزن بدون ايجاد انحراف ابعادي، چين خوردگي و ترك صورت گرفت.

In this research, the effect of billet preheat temperature on the forming force value in hot backward extrusion process for a preform made of vanadium micro alloyed steel is studied. The plastic deformation behavior of steel using hot compression test at temperatures of 850℃ to 1250℃ under different strain rates is obtained. Then on the basis of these data, the hot backward extrusion process for the desired vessel in the same temperature range is simulated using finite element method. The results of the hot compression test and finite element, show that with increasing the preheat temperature from 850℃ to 1250℃, the maximum stress reduced from 200 MPa to 42 MPa and the required force for hot extrusion process is reduced from 247 to 43 Ton, respectively. In addition, the microstructure of the samples was examined by optical microscopy and no defect was observed in microstructure. Finally, according to result of calculated force in hot extrusion process on billet with 1200℃ preheat temperatures was carried out in the workshop and deformation of billet to perform was carried out without dimensional distortion wrinkles and crack.