بررسي شكل‌پذيري لوله آلياژ آلومينيم 6063 در دماي بالا به كمك آزمون چند- برآمدگي با فرآيند شكل‌دهي داغ با دمش گاز

Formability of 6063 aluminum alloy tube at high temperature using multi-bulge test by hot metal gas forming process

با توجه به شكل‌پذيري پايين آلياژهاي آلومينيم در دماي محيط، شكل‌دهي اين آلياژها در دماي بالا انجام مي‌شود. تحقيقات نشان داده است كه نتايج حاصل از آزمون كشش ساده در دماي بالا در پيش‌بيني رفتار ماده در شكل‌دهي لوله‌هاي آلومينيمي در دماي بالا از دقت كافي برخوردار نيست؛ بنابراين تعيين خواص مكانيكي اين لوله‌ها در دماي بالا از اهميت بسياري برخوردار است. در اين پژوهش ابتدا شكل‌پذيري لوله‌هاي آلياژ آلومينيوم 6063 به كمك آزمون برآمدگي آزاد در محدوده دمايي430 ?C -600 ?C بررسي شده و سپس خواص مكانيكي آن شامل تنش جريان، ضريب حساسيت به نرخ كرنش و نيز ضريب استحكام به كمك آزمون چند- برآمدگي در محدوده دمايي 530 ?C -580 ?C به‌دست‌آمده است. براي اين منظور از فرايند شكل‌دهي داغ با دمش گاز استفاده شده و تاثير پارامترهاي مهم فرايند مانند دما، فشار و زمان بر نسبت انبساط، و ارتفاع برآمدگي مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه بيشترين نسبت انبساط 58% در دماي580 ?C به‌دست مي‌آيد. با افزايش درجه حرارت از 430 ?C به600 ?C فشار ترك از 1.9 مگاپاسكال به 0.6 مگاپاسكال كاهش مي‌يابد. با افزايش زمان اعمال فشار، ارتفاع برآمدگي افزايش مي‌يابد، همچنين با افزايش دما، تنش جريان و ضريب استحكام كاهش يافته و ضريب حساسيت به نرخ كرنش افزايش مي‌يابد.

Due to the low formability of aluminum alloys at ambient temperature, forming of these alloys is performed at high temperature. Research has shown that the results of simple tensile test to predict the materials behavior at high temperatures are not sufficiently accurate to predict the formability of aluminum tubes at high temperature. The mechanical properties of the tube are very important at high temperatures. In this study the formability of 6063 aluminum alloy tubes are investigated by free bulging test at temperature range 430°C to 600°C. Then the mechanical properties including flow stress, strain rate sensitivity coefficient and strength constant are obtained using tube multi-bulge test at temperature range 530°C to 580°C. For this purpose, hot metal tube gas forming process is used and the effect of process parameters such as the effect of temperature, pressure and time on the expansion ratio and height of the bulge are studied. The results show that the maximum expansion ratio is 58% at 580°C. Bursting pressure decreases from 1.9MPa to 0.6MPa with temperature increasing from 430°C to 600°C. The bulge height increases with increasing forming time at constant pressure. Also, with increasing temperature in the temperature range 530°C to 580°C the flow stress and strength constant decrease and strain rate sensitivity coefficient increases.