توسعه يك فرآيند جديد براي تغيير شكل پلاستيك شديد آلومينيوم 1050 به منظور بهبود خواص مكانيكي

Development of a new process for the severe plastic deformation of AA 1050 to improve the mechanical properties

فرآيندهاي تغيير شكل پلاستيك شديد به منظور توليد قطعات حجيم با خواص مكانيكي مناسب درطي دهه قبل گسترش يافته‌اند. فرآيند اكستروژن - فشار در كانال زاويه‌دار يكسان به‌عنوان يك فرآيند جديد، قابليت انجام تغييرشكل پلاستيك شديد به علت وجود دو ناحيه برشي پشت سر هم با نرخ كرنش‌هاي بزرگ‌تر و توزيع كرنش همگن‌تر نسبت به برخي از فرآيندهاي تغيير شكل پلاستيك شديد مانند پرس‌كاري زاويه‌اي در كانال‌هاي يكسان را دارا مي‌باشد. در اين پژوهش، ضمن معرفي اين فرآيند به‌عنوان يك فرآيند جديد تغيير شكل پلاستيك شديد، توليد يك نمونه استحكام بالا AA1050 توسط اين فرآيند به صورت تجربي و شبيه سازي مورد بررسي قرار گرفت و پارامترهاي موثر بر آن معرفي شده است. در اين پژوهش نشان داده شده با استفاده از اين فرآيند جديد، امكان توليد نمونه‌هاي با نرخ بزرگ‌تر و توزيع همگن‌تر كرنش نسبت به فرآيند رايج پرس‌كاري زاويه‌اي در كانال‌هاي يكسان و اكستروژن جانبي بوده و محدوديت طول بلند بيلت را كه در پرس‌كاري زاويه‌‌اي در كانال‌هاي يكسان رايج به علت اصطكاك شديد با ديواره قالب كه مانع از انجام فرآيند مي‌شد، به‌طور قابل ملاحظه‌اي كاهش مي‌دهد. نمونه‌هاي توليدي در يك مرحله از اين فرآيند داراي افزايش 50 درصدي استحكام تسليم نسبت به نمونه آنيل شده مي‌باشد كه اين نشان از كارايي بالاي اين فرآيند دارد.

Severe plastic deformation processes have been developed for the fabrication of material with proper mechanical properties over the past decade. The Extrusion process with Equal Channel Angular Pressing as a new process is able to apply a severe plastic deformation due to two continuous shear regions with higher strain rates and more homogeneous strain distribution compared to some of the SPD processes like ECAP. In this study, a new process of severe plastic deformation is introduced and fabricating an high strength AA1050 specimen was investigated experimentally and numerically which led to presenting an effective parameter of this process. It has been shown with using this new process, it is possible to fabricate samples with a higher strain rate and more homogeneous distribution compare with conventional ECAP and extrusion, and the limitation of the high length sample was significantly reduced than the conventional ECAP which friction with the die wall prevents it from continuing. It has been shown that the fabricated sample of one pass of this process has a 50% increasing in yield strength than the annealing sample, which indicates the high efficiency of this process.