پيش بيني رفتار تنش- كرنش آلياژ آلومينيوم 7075 پس از ECAP با بهره گيري از فروروي ميكرو و مدل سازي ميكروساختاري

Predicting Stress-Strain Behavior of ECAPed 7075 Al Alloy Using Micro-Indentation and Micro-Structural Modeling

در مقاله حاضر امكان پيش بيني رفتار الاستيك- پلاستيك آلياژ آلومينيوم 7075 پس از تغيير شكل پلاستيك شديد با تخمين رفتار الاستيك- پلاستيك دانه و مرزدانه و مدل سازي المان محدود ميكروساختاري مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور ابتدا فرآيند روزنراني در كانال هاي مشابه زاويه دار انجام شد و آزمون هاي سختي سنجي و كشش در حالت ماكرو و همچنين آزمون فروروي ميكرو روي نمونه هاي توليد شده صورت گرفت. با استفاده از داده هاي به دست آمده از آزمون هاي سختي و كشش، روابط رياضي براي ارتباط دادن سختي و خواص استحكام استاتيكي در آلياژ مورد نظر به دست آمد. در كنار روابط رياضي، از مدل سازي معكوس فرآيند فروروي ميكرو در نرم افزار المان محدود آباكوس به منظور تبديل سختي در دانه و مرز آن به منحني هاي تنش- كرنش بهره برده شده است. از نتايج به دست آمده به عنوان رفتار الاستيك- پلاستيك فازها در مدل سازي ميكروساختاري استفاده شده است. در ادامه با استفاده از تصوير ميكروساختاري، مدل سازي آزمون كشش براي يك بخش حجمي نشانگر از ميكروساختار در نرم افزار المان محدود انجام شده است و رفتار به دست آمده از مدل ميكروساختاري با رفتار آزمون كشش تجربي مقايسه شده است.

The focus of this paper is to investigate the possibility of consideration of grains and grain boundaries and their elastic-plastic behavior to predict the stress-strain behavior of ECAPed 7075 Al alloy using a finite element micromechanical approach. For this purpose equal channel angular pressing is performed on the alloy and hardness and tensile tests were performed in the macro mode as well as the micro-indentation test on distinct areas of microstructure. Mathematical relations were obtained for the correlate the hardness and static strength properties of the alloy using the obtained data from hardness and tensile tests. In addition to the mathematical relations, backward simulation of the micro-indentation process has been used in the Abaqus finite element software to convert the hardness in the grain and its boundary to stress-strain curves. The elastic-plastic behavior of the phases has been used in microstructural modeling. Modeling of the strain test has been performed in the finite element software for the microstructures using the microstructural image. The predicted stress-strain behavior from microstructural modeling has been compared with experimental results.