دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی
استاد
تاریخ به‌روزرسانی: 1403/09/01
فرامرز فرشته صنیعی
مهندسی / مهندسی مکانیک
رساله های دکتری
-
بررسی تاثیر متغیرهای فرآیند تولید و افزودنی های نانو بر خواص مکانیکی محصول در ریخته گری پیوسته آلیاژهای آلومینیم و/یا منیزیم
محمدمهدی امیری 1399از آنجا که تولید ورق های آلومینیمی به روش ریخته گری پیوسته و نورد همزمان یکی از روش های تولید با سرعت بالا و توام با صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف انرژی می باشد، در این پژوهش با تمرکز برروی تغییر متغیرهای فرآیند شامل نرخ خنک کاری مذاب، اختلاف سرعت چرخش غلتک ها در ایستگاه نورد و تاثیر افزودنی ذرات در مقیاس نانو بر ریزساختار، استحکام، میزان نرمی و شکل پذیری، رفتار ناهمسانگردی و توزیع سختی در محصول نهایی پرداخته -شده است. در این ارتباط سه تابع مختلف برای آهنگ خنک کاری و تبدیل مذاب آلومینیم 7075 به جامد در نظر گرفته شد. براساس آزمایش ها و مطالعات انجام شده، چنین نتیجه شد که سرعت خنک کاری بالاتر باعث بهبود خواص مکانیکی شامل استحکام و سختی در ورق تولید شدۀ نهایی گردیده است. همچنین در صورت وجود انتقال حرارت طبیعی و کنترل نشدۀ قطعه کار بین خروجی مجرای سرمایش و ایستگاه نورد، این پدیده می تواند منجربه بروز تفاوت در سختی در امتداد ضخامت محصول نهایی (امتداد عمود بر صفحۀ ورق) گردد. برای بررسی تاثیر اختلاف سرعت دورانی غلتک ها در عملیات نورد، پس از انجام فرآیند ریخته گری پیوسته بلافاصله ماده تحت عملیات نورد با اختلاف سرعت بین غلتک بالایی نسبت به غلتک پایینی به میزان 1:1، 1:1.2 و 1:1.4 قرار داده شد. مشاهده گردید که وجود اختلاف سرعت چرخش غلتک ها و افزایش این اختلاف تا 40%، باعث بهبود خواص مکانیکی شامل استحکام تسلیم به میزان 41.5%، استحکام نهایی به مقدار 31.2%، و بهبود رفتار همسانگردی و میزان سختی در محصول نهایی گردیده است. همچنین در این مطالعه مشخص شد که این مقدار اختلاف سرعت دورانی غلتک ها، منجربه کاهش انعطاف پذیری و ازدیاد طول ماده به مقدار 6% گردیده است. در پایان، برای بررسی تاثیر افزودنی مواد نانو-مقیاس، دو ترکیب وزنی متفاوت 1 و 3 درصد نانو ذرات آلومینا با اندازه 50nm، برای ساخت نانو کامپوزیت آلومینیم 7075 مورد استفاده واقع شد. ملاحظه گردید که ظرفیت گرمایی ویژه این افزودنی، در مقیاس نانو تغییر یافته و برای تحلیل نتایج آزمایش ها نیاز به بررسی خواص کوانتیده این ماده در جامد مرکب مورد نظر است. این تفاوت در ظرفیت گرمایی ویژه باعث بروز اختلاف بین ریزساختار در محصولات با ترکیب های گوناگون شده، به طوری که با افزایش مقدار نانو ذرات آلومینا، خواص ورق مرکب نهایی تا اندازه ای بهبود یافته ا
خلاصه پایان نامه
-
کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق های آلیاژ سبک در دماهای بالا
سعید یعقوبی 1399 -
بررسی بهبود خواص مکانیکی ورق فلزی آلیاژهای سبک ریزدانه شده به روش فشار کنگره ای مقید
صادق قربانحسینی 1399تغییر شکل پلاستیک شدید از جمله روشهای شکلدهی فلزات به منظور بهبود خواص مکانیکی به شمار میآید. فرآیند فشار کنگرهای مقید به عنوان یکی از روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید ورقی، طی سالهای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، فرآیند فشار کنگرهای مقید در دمای بالا طی سه سیکل بر روی آلیاژ آلومینیم 2024 و منیزیم صورت گرفت. با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و انتشار اشعه ایکس، ریزساختار نمونههای AZ91D مختلف مورد مطالعه قرار گرفت، و به بحث و مقایسه میانگین ابعاد دانهها، توسعه و ریختشناسی رسوبات و فازهای ثانویه و همچنین جهتگیری ترجیحی دانهها از طریق آزمون بافت کریستالوگرافی پرداخته شد. خواص مکانیکی نمونههای گوناگون هر دو آلیاژ نظیر استحکام کششی نهایی، استحکام تسلیم، درصد ازدیاد طول، سختی ویکرز، ضرایب ناهمسانگردی، چقرمگی شکست و نرخ رشد ترک خستگی نیز اندازهگیری شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که نمونههای تولید شده طی سیکل اول فرآیند فشار کنگرهای مقید، در هر دو آلیاژ، کمترین میانگین ابعاد دانهها را نسبت به سایر نمونهها داشتند. در آلیاژ آلومینیم 2024 ، به ترتیب 21 و 65 %، به % ،% استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و سختی ویکرز میانگین نسبت به نمونه بازپخت شده، با افزایش 45 نیز بعد از انجام یک سیکل، به AZ91D 128 ویکرز رسیدند. در آلیاژ منیزیم / 225 مگاپاسکال و 9 / 112 مگاپاسکال، 0 / ترتیب به 2 261/ 166 مگاپاسکال، 1 / ترتیب استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و سختی ویکرز میانگین نمونه سیکل اول به ترتیب به 7 41 ، برای نمونه تولید شده طی سیکل سوم این فرآیند، / 86 ویکرز رسیدند. دست یافتن به درصد ازدیاد طول % 0 / مگاپاسکال و 3 از جمله دستاوردهای مهم این AZ91D 36 برای نمونه سیکل اول آلیاژ منیزیم / برای آلیاژ آلومینیم 2024 و درصد ازدیاد طول % 1 پژوهش است. همچنین این تحقیق نشان داد که نمونه سیکل اول در هر دو آلیاژ، در عین دارا بودن ضریب ناهمسانگردی قائم بالا، ضریب ناهمسانگردی صفحهای پایینی دارند. این موضوع استفاده از ورق تولید شده طی سیکل اول فرآیند فشار کنگرهای مقید دما بالا را برای استفاده در فرآیندهای شکلدهی فلزات ثانویه مناسب میسازد. بیشترین چقرمگی شکست در آلیاژ آلومینیم 2024 MPa m نیز متعلق به نمونه سیکل اول با مقدار AZ91D 25/07 و در آلیاژ منیزیم MPa m مر
خلاصه پایان نامه
-
شکل دهی نموی ورقی گرم دو آلیاژ سبک
حسین خزاعلی 1395شکل دهی نموی به دلیل عدم نیاز به قالب پیچیده و گران قیمت و انعطاف پذیری بالا از روش های مورد توجه مهندسان در شکل دهی ورقی می باشد. برای استفاده از این روش در شکل دهی ورقی آلیاژهای سبک و پرکاربردی مانند تیتانیم Ti-6Al-4V و منیزیم AZ31 که هدف مطالعه ی پیش رو است، نیاز به گرم کردن فلز است زیرا این آلیاژها در دمای اتاق شکل پذیری خوبی ندارند. مطالعاتی بر شکل دهی نموی این ورق های آلیاژی انجام شده اما در هیچ کدام به طور جامع و با تحلیل های کمی اثر عوامل موثر در فرآیند چون دمای اولیه، گام عمودی و قطر ابزار بررسی نگردیده است. در پژوهش حاضر، اثر این عوامل با انجام آزمایش های فاکتوریل کامل بر دمای نهایی ورق، عمق کشش و نمودارهای حد شکل پذیری پس از وقوع شکست در قطعه، مطالعه گردیده است. به علاوه با انتخاب مناسب چند آزمایش از آزمایش های انجام شده به تحقیق بر برگشت فنری، کاهش ضخامت، ریزساختار و سختی ماده پرداخته شد. به دلیل تعداد زیاد آزمایش ها در این پژوهش ابتدا به منظور کاهش هزینه ها، شکل دهی یک هندسه ی ساده و کاربردی که شامل ایجاد یک شیار بر ورق است، انتخاب گردید. سپس روش طراحی آزمایش تاگوچی با استفاده از نتایج آزمایش های فاکتوریل کامل به محک گذاشته شد و در نهایت پس از اطمینان از کارآیی این روش در تحقیق حاضر، از این روش در شکل دهی گرم مخروط ناقص با زاویه ی جداره ی متغیر از جنس تیتانیم استفاده گردید. این هندسه ی جدید با تغییر زاویه حین آزمایش، نیاز به شکل دهی مخروط های مختلف برای یافتن بیش ترین زاویه ی جداره ی قابل حصول را برطرف نمود. به علاوه بهره گرفتن از روش تاگوچی به کاهش تعداد آزمایش ها و هزینه ها کمک شایانی نمود. نتایج نشان دادند که در شکل دهی شیار فلز تیتانیم به دلیل مقاومت بالا نسبت به تغییرشکل و اصطکاک زیاد بین ابزار و ورق، دمای نهایی نسبت به منیزیم افزایش چشم گیری داشت. روابط کمی به دست آمده از نتایج آزمایش های کامل نشان داد که اثرگذارترین عامل در دمای نهایی و عمق کشش برای تیتانیم به ترتیب قطر ابزار و گام عمودی و برای منیزیم در هر دو حالت دمای اولیه ی ورق بود. این یافته ها توسط تحلیل واریانس داده ها نیز تایید شدند. بررسی دو معیار نمودارهای حدی و کاهش ضخامت در دو فلز نیز نشان دادند که همواره افزایش دمای اولیه ی ورق به دلیل نرم تر شدن ورق، قابلیت شکل پذیری را بالا می برد.
خلاصه پایان نامه
-
شکل دهی سوپرپلاستیک آلیاژهای آلومینیم و منیزیم
نعیمه فخار 1395در این پژوهش فرآیند کوبش متوالی بر روی آلیاژهای AA 5083 آلومینیم و ZK60 منیزیم در مسیرها و عبورهای مختلف انجام شد و اثر فرآیند مذکور بر روی ریز ساختار، خواص مکانیکی و رفتار سوپرپلاستیک آن ها مورد بررسی قرار گرفت. ساختار دانه بندی در آلیاژهای مورد نظر به شدت ریز دانه شد، به گونه ای که اندازه دانه آلومینیم در عبور ششم فرآیند از µm 100 برای ماده اولیه به nm 200 کاهش یافت و برای آلیاژ منیزیم این مقدار از µm 40 برای ماده باز پخت شده به µm 8/2 برای ماده در عبور پنجم رسید. استحکام آلیاژ AA 5083 با افزایش تعداد عبورها در فرآیند کوبش متوالی افزایش یافت در حالی که برای آلیاژ منیزیم به علت تاثیر همزمان کاهش اندازه دانه در ساختار و تغییر بافت نمونه ها، ابتدا استحکام در عبور اول افزایش یافته و سپس در عبور سوم کاهش یافت و نهایتاً در عبور پنجم مجدداً افزایش پیدا کرد. رفتار سوپرپلاستیک آلیاژ آلومینیم در عبورهای مختلف فرآیند کوبش متوالی با انجام آزمون سنبه برشی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده گردید که نمونه تولید شده در عبور اول در دمای 400 و در محدوده نرخ کرنش برشی دارای خواص سوپرپلاستیک با مقدار ضریب حساسیت به نرخ کرنش 43/0 است. بنابراین کاهش اندازه دانه در ماده موجب پدیدار شدن رفتار سوپرپلاستیک در آن شده است. نمونه هایی که تحت فرآیند کوبش متوالی در عبورهای مختلف قرار داشتند در قالب اکستروژن ورق قرار گرفته و تبدیل به ورق شدند. ریز ساختار و خواص مکانیکی و نیز رفتار سوپر پلاستیک این مواد مورد بررسی قرار گرفت. ریز ساختار ورق های منیزیمی تولید شده از نمونه هایی که تحت فرآیند کوبش متوالی قرار داشتند در مقایسه با ورق اکسترود شده از ماده اولیه ریز دانه تر و نیز همگن تر بود. با افزایش تعداد عبورهای فرآیند کوبش متوالی قبل از اکستروژن، اندکی افزایش در اندازه دانه ورق منیزیم مشاهده شد که دلیل آن را می توان رشد دانه ها در اثر گرمایش ماده در زمان بین انجام آزمایش ها دانست. با بررسی خواص مکانیکی ورق های منیزیمی، مشاهده شد که استحکام آن ها از استحکام ورقی که از ماده بازپخت شده اولیه تولید شده کمتر است، اما میزان شکل پذیری ورق ها در راستای اکستروژن بیشتر از نمونه ها در عبورهای مختلف فرآیند کوبش متوالی است. بیشترین ازدیاد طول در دمای اتاق برای ورق منیزیمی تولید شده از قطعه ای که تحت سه عبور فرآیند کو
خلاصه پایان نامه
پایان‌نامه‌های کارشناسی‌ارشد
-
اکستروژن جانبی آلیاژمنیزیم AZ80 تقویت شده با نانوذرات
رضا قاسمی 1401مﻨﻴﺰم، ﻓﻠﺰی ﺳﺒﻚ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻧﺴﺒﺖ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺑﻪوزن آن ﺑﺎﻻ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﻫﻤﻴﻦ اﻣﺮ ﺳﺒﺐ ﺷﺪه ﺗﺎ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻻزم ﺟﻬﺖ ﺟﺎی- ﮔﺰﻳﻨﻲ ﻓﻠﺰﻫﺎﻳﻲ ﻫﻤﭽﻮن آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و ﻓﻮﻻد را داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ. آﻟﻴﺎژ ﺳﺎزی ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ و ﻳﻜﻲ از اﻳﻦ آﻟﻴﺎژﻫﺎ ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ AZ80 ﺑﻮده ﻛﻪ آﻟﻴﺎژ ﭘﺎﻳﻪ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ در اﻳﻦ ﭘﺎﻳﺎنﻧﺎﻣﻪ اﺳﺖ. اﻳﻦ آﻟﻴﺎژ اﺳﺘﺤﻜﺎم و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﺷﻜﻞدﻫﻲ ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ دﻳﮕﺮ آﻟﻴﺎژﻫﺎی ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ داﺷﺘﻪ اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﺮای ﺑﺎﻻ ﺑﺮدن ﺧﻮاص آﻟﻴﺎژ ﻣﺬﻛﻮر از ﺑﺮﺧﻲ ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻮاد ﻧﻴﺰ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. در واﻗﻊ ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻮاد ﺳﺒﺐ اﻳﺠﺎد ﻓﺎزﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ در ﻓﻠﺰ ﻣﻨﻴﺰم ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ و ﻫﺮ ﻧﺎﻧﻮ ﻣﺎده ﻓﺎز ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ را در آﻟﻴﺎژ اﻳﺠﺎد ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻮاد ﮔﻮﻧﺎﮔﻮﻧﻲ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺮای آﻟﻴﺎژ AZ80 اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮد وﻟﻲ ﭘﺮﻛﺎرﺑﺮدﺗﺮﻳﻦ آنﻫﺎ ﻛﻪ اﺛﺮﮔﺬاری ﻧﺴﺒﺘ ًﺎ ﺧﻮﺑﻲ ﺑﺮ روی ﻓﻠﺰ ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ داﺷﺘﻪ، ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﮔﺮاﻓﻦ (GNP) و اﻛﺴﻴﺪ آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻢ (AL2O3) ﺑﻮده ﻛﻪ ﻫﺮ ﻛﺪام از اﻳﻦ ﺗﻘﻮﻳﺖﻛﻨﻨﺪهﻫﺎ اﺛﺮﮔﺬاری ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ ﺑﺮ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر آﻟﻴﺎژ ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ. از ﻃﺮﻓﻲ ﺷﻜﻞدﻫﻲ ﻧﻴﺰ ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ اﺳﺘﺤﻜﺎم و ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺧﻮاص ﻣﺎده ﻣﻲﮔﺮدد. ﻳﻜﻲ از ﻓﺮآﻳﻨﺪﻫﺎی ﺷﻜﻞدﻫﻲ، اﻛﺴﺘﺮوژن ﺟﺎﻧﺒﻲ ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎی ﻣﺴﺎوی (ECAP) ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻣﻲﺗﻮان از آن ﺑﻪﻋﻨﻮان روﺷﻲ ﺑﺮای رﻳﺰ ﺳﺎﺧﺘﺎر (UFG) ﻛﺮدن آﻟﻴﺎژ ﻧﺎم ﺑﺮد. در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ، زﻳﺮ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪای از روش ECAP ﺑﺎ ﻧﺎم NECAP ﻳﺎ اﻛﺴﺘﺮوژن ﺟﺎﻧﺒﻲ در ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎی ﻧﺎﻣﺴﺎوی در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺎﻣﺴﺎوی ﺑﻮدن ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎی ﻗﺎﻟﺐ اﻛﺴﺘﺮوژن، ﺳﺒﺐ ﺷﺪه ﺗﺎ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﺎده از ﺣﺎﻟﺖ ECAP ﺑﻴﺶﺗﺮ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻛﺮده و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪﺟﺪﻳﺪ ﺑﻮدن اﻳﻦ روش، ﻫﻨﻮز اﻣﻜﺎن ﻛﺎر ﺑﺮای ﺗﺤﻘﻴﻖ و ﺑﺮرﺳﻲ ﺑﺮ روی آن وﺟﻮد دارد. در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ اﺑﺘﺪا آﻟﻴﺎژ AZ80 ﺑﺎ ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻮاد ﮔﺮاﻓﻦ و اﻛﺴﻴﺪ آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻢ ﺗﺮﻛﻴﺐ و ﺳﭙﺲ ﺑﻪوﺳﻴﻠﻪ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺷﻜﻞدﻫﻲ NECAP، ﺗﺤﺖ ﺷﺮاﻳﻂ دﻣﺎ و ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺷﻜﻞ ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﺧﻮاص اﻳﻦ آﻟﻴﺎژﻫﺎی ﺗﻮﻟﻴﺪی ﻣﻲﺑﺎﻳﺴﺖ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﻴﺮد. ﺑﻪﻫﻤﻴﻦ ﻋﻠﺖ آزﻣﺎﻳﺶﻫﺎی ﻣﺘﻨﻮﻋﻲ روی آنﻫﺎ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ. اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ ﻛﺸﺶ، ﻓﺸﺎر، ﺳﺨﺘﻲﺳﻨﺠﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎرﺷﻨﺎﺳﻲ ﺑﻮدﻧﺪ. وﺟﻮد ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻮاد در اﻛﺜﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﻣﺎده ﺷﺪه. ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ اﻳﻦ ﻧﻜﺘﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﻛﺮد ﻛﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﺧﻮاص در ﻳﻚ آزﻣﺎﻳﺶ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺳﺒﺐ ﺑﻬﺒﻮد ﺧﻮاص در آزﻣﺎﻳﺶ دﻳﮕﺮ ﻧﺸﻮد. ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻧﺎﻧﻮ ذرات AL2O3 در آﻟﻴﺎژ AZ80 ﻛﻪ رﻓﺘﺎر آن را در ﻛﺸﺶ و ﻓﺸﺎر ﻣﺘﻔﺎوت ﻛﺮد. اﻳﻦ آﻟﻴﺎژ در آزﻣﺎﻳﺶ ﻛﺸﺶ در دﻣﺎﻫﺎی ﺑﺎﻻ ﺧﻮاص ﻣﻄﻠﻮﺑﻲ ﻧﺪاﺷﺖ وﻟﻲ در آزﻣﺎﻳﺶ ﻓﺸﺎر ﺑﻪﺧﻮاص ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ رﺳﻴﺪ. آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﺨﺘﻲ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ
خلاصه پایان نامه
-
تاثیرات فرآیند اکستروژن مستقیم بر رفتار مکانیکی یک آلیاژ زیست تخریب پذیر منیزیمی
رحمان مقصودی 1401چکیده: در سال های اخیر پژوهش های بسیاری به منظور گسترش استفاده از آلیاژهای منیزیم در صنایع هوافضا، الکترونیک، خودروسازی، تجهیزات ورزشی و پزشکی انجام شده است. منیزیم و آلیاژهای آن موادی زیست سازگار با پارامترهای بیومکانیکی مناسب هستند که می توانند در محیط بیولوژیکی خورده شوند، با انتخاب دو آلیاژ زیست تخریب پذیر ZK30 و ZK60، ابتدا این آلیاژها ریخته گری شده و سپس تحت فرآیند اکستروژن مستقیم قرار گرفتند تا تاثیر عوامل فرآیند شکل-دهی مذکور ( یعنی عوامل دما و سرعت) بر ریزساختار، خواص سختی، استحکام کششی، درصد ازدیاد طول، استحکام فشاری و کرنش شکست مورد بررسی قرار گیرد. بهترین محصول از نظر خواص مکانیکی برای هر کدام از دو آلیاژ بررسی شده، در این پایان نامه به عنوان گزینه ی امیدوار کننده برای ایمپلنت های ارتوپدی معرفی گردیده است. فرآیند اکستروژن نمونه ها در دماهای °C 250 و °C 350 و همچنین سرعت های1 mm/min و 4 mm/min انجام شد. در پژوهش حاضر با انجام آزمایش های فاکتوریل کامل، اثر عوامل سرعت کوبه، دمای شکل دهی و درصد عنصر روی آلیاژ، بر استحکام نهایی کششی، درصد ازدیاد طول، استحکام نهایی فشاری،کرنش شکست و سختی مطالعه گردیده است. اگر چه پس از انجام فرآیند اکستروژن مستقیم، برای دمای 250 °C ساختار دانه بندی دوگانه مشاهده شد اما در دمای 350 °C ریزساختار هر دو آلیاژ، دانه های تبلور مجدد یافته ای را نشان داد. فرآیند اکستروژن مستقیم باعث افزایش سختی، استحکام فشاری و استحکام کششی گردید. اما با این حال کرنش شکست تحت بار فشاری برای تمام نمونه های تولید شده با اکستروژن کم شد. همچنین در دمای 250 °C نیز درصد ازدیاد طول برای سرعت های 1 mm/min و 4 mm/min کاهش یافت، اما در دمای 350 °C ماده نرم تر و درصد ازدیاد طول کششی افزایش پیدا کرد. نتایج آزمایش فاکتوریل کامل نشان داد که موثرترین عامل بر سختی، استحکام نهایی کششی و استحکام نهایی فشاری، افزودن درصد عنصر روی در آلیاژ می باشد. همچنین دما نیز مهمترین عامل برای تغییرات درصد ازدیاد طول و کرنش شکست نشان داده شد.
خلاصه پایان نامه
-
بررسی تجربی تاثیر توام نانوذرات و فرآیند اکستروژن انبساط متناوب (CEE) بر خواص مکانیکی یک نوع آلیاژ منیزیم
فرج صادقی 1399چکیده: در سال های اخیر مطالعات زیادی بر روی رفتار مکانیکی و ریزساختار منیزیم و آلیاژهای آن به دلیل ویژگی های ممتاز همانند چگالی کم، نسبت استحکام به وزن بالا، قابلیت ماشین کاری بالا و هدایت حرارتی مناسب انجام شده است. این مطالعات منجر به افزایش کاربرد آلیاژهای منیزیم شده است. بااین حال خواص مکانیکی منیزیم برای برخی از کاربردهای مهندسی کافی نیست که این ایراد را می توان با اضافه نمودن نانوذرات برطرف نمود. در تحقیق حاضر تاثیر افزودن نانوذرات بر خواص مکانیکی نمونه حاصل از فرآیند اکستروژن انبساطی (CEE) که روش نوینی در بین روش های تغییر شکل پلاستیک شدید است به صورت تجربی بررسی شده است. بدین منظور بعد از انتخاب نانوذرات آلومینیا با اندازه 20 نانومتر و آلیاژ AM60 به عنوان فلز پایه علاوه بر نمونه بدون نانوذرات کامپوزیت زمینه فلزی AL2O3/AM60 با سه درصد وزنی مختلف (5/0، 1، 5/1) از نانوذرات ساخته شد. سپس با استفاده از فرآیند اکستروژن انبساطی متناوب، کرنش های بالایی در طی سه مرحله مختلف در دمای ℃250 و سرعت mm/min 2 به نمونه های ریخته گری اعمال شد. پس از عملیات اکستروژن نتایج آزمون سختی سنجی، متالوگرافی و فشار در دمای اتاق مورد بررسی قرار گرفت. در این پایان نامه برای اصلاح نتایج آزمون فشار از ضریب اصلاح تحدب استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از کاهش ابعاد دانه ها و افزایش سختی و استحکام فشاری با افزایش درصد وزنی نانوذرات در نمونه های ریخته گری است. به شکلی که با افزایش 5/1 درصد نانوذرات اندازه متوسط دانه ها از µm6/35 به ̲µm9/11 رسید که 5/65 درصد کاهش را نشان می دهد. همچنین سختی با 5/8 درصد افزایش به HV8/59 رسیده بود. افزایش درصد کسر وزنی نانوذرات گرچه موجب کاهش طول شکست در نمونه ها شد اما استحکام تسلیم را افزایش داده بود به شکلی که در نمونه 5/1 درصد نانوذرات استحکام تسلیم با افزایش 22/30% به مقدار Mpa 12/403 افزایش پیدا کرده بود. نتایج نمونه های اکستروژن شده نیز حاکی از کاهش تاثیر فرآیند CEE پس از یک مرحله با افزایش درصد وزنی نانوذرات بود. برای نمونه های اکسترود شده در دمای ℃250 و سرعت mm/min2 بیشترین مقدار تنش تسلیم را نمونه تقویت شده با 5/1 درصد نانورذرات که برابر Mpa26/491 بود، را داشت. در منحنی های تنش-کرنش آزمون فشار افزایش کسر وزنی نانوذرات و فرآیند CEE در دو مرحله اول موجب
خلاصه پایان نامه
-
تحلیل تجربی در مورد رفتار مکانیکی مواد مرکب زمینه منیزیمی تقویت شده با الیاف کربن
نوید بهمنش زاده 1398 -
مطالعۀ تاثیر فرآیندهای کوبش متوالی و نورد بر خواص مکانیکی ورق های منیزیمی AM60
جواد شاکراردکانی 1398 -
طراجی و ساخت سیستم هیدروفورمینگ گرم برای ساخت لوله از جنس آلیاژهای سبک
حمید بهزادی 1398 -
طراحی و ساخت یک دستگاه ریخته گری آلیاژ های سبک جهت بررسی تاثیر عناصر آلیاژی بر خواص مکانیکی محصول
هادی گلعذار 1397منیزیم و آلیاژهایش به سبب برخورداری از مزایای متعدد به ویژه نسبت استحکام به وزن بالا، کم ترین چگالی در بین مواد سازه ای، امکان ریخته گری تحت فشار، قابلیت ماشینکاری بالا، قابلیت جوشکاری خوب، حفاظت از عناصر دیگر در مقابل خوردگی، دسترسی آسان و هدایت حرارتی مناسب درکانون توجهات محققین قرار دارند. با این حال خواص مکانیکی این فلز سبک برای بسیاری از کاربردهای مهندسی ناکافی می باشد. به علت کمبود منابع علمی لازم، کارهای تحقیقاتی زیادی در حال حاضر بر روی این آلیاژها در سرتاسر دنیا در حال انجام است. البته این معضل با آلیاژسازی و روش های تولید مناسب می تواند مرتفع گردد. یکی از روش های تولید آلیاژها، استفاده از ریخته گری همزنی می باشد. مزیت این روش ریخته گری، با توجه به همزدن یکنواخت مواد مذاب، قطعه حاصل شده همگن بوده و دارای عیوب ناشی از عدم توزیع یکنواخت عناصر آلیاژی نمی باشد. خواص مکانیکی و اساساً کیفیت آلیاژهای تهیه شده از روش ریخته گری همزنی، تحت تاثیر پارامترهای متعددی قرار می گیرند که عواملی چون نوع همزن، سرعت همزن، اندازه و کسر وزنی ذرات تقویت کننده از آن جمله اند. هدف از این تحقیق، بررسی پارامتر مهم کسر وزنی عنصر نقره در آلیاژ منیزیمی AZ80 است که حین فرآیند ساخت آلیاژ مذکور به روش ریخته گری همزنی دخیل می باشد. در این تحقیق از ذرات نقره به عنوان ماده تقویت کننده و آلیاژ AZ80 به عنوان زمینه در ساخت آلیاژ استفاده گردید. همچنین با تهیه نمونه های کششی و فشاری اثر کسر وزنی عنصر افزوده شده بر خواص مکانیکی آلیاژ بررسی گردید و با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ریزساختار آلیاژها، اندازه دانه و سطح شکست مورد بررسی قرار گرفت. سپس نتایج آنها با خواص آلیاژ AZ80 بدون عنصر نقره که با روش ریخته گری همزنی ساخته شدند، مقایسه گردید.
خلاصه پایان نامه
-
تاثیرات پروفیل قالب روی خواص مکانیکی ورق های یک آلیاژ منیزیم
دانش فریور 1397 -
تاثیرات افزودن نانوذرات و فرآیند اکستروژن بر خواص مکانیکی و ریزساختار یک آلیاژ منیزیم
حدیث کریمی 1396تولید مواد با نسبت استحکام به وزن بالا همواره مورد توجه صنعت حمل و نقل به منظور کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از انتشار گازهای گل خانه ای بوده است. این امر با تعویض مواد چگال تر مثل فولاد، آهن، مس و حتی آلومینیم با منیزیم سبک وزن امکان پذیر است. منیزیم و آلیاژهای آن با وجود داشتن خواص مطلوبی چون چگالی کم، استحکام ویژه زیاد و قابلیت ماشین کاری بسیار بالا دارای معایبی نیز هستندکه از جمله مهم ترین آن ها ضریب ارتجاعی پایین، مقاومت کم در برابر خزش در دماهای بالا، قابلیت کار سرد ضعیف و محدودیت شکل پذیری می باشند. در این پایان نامه سعی بر این است با اتخاذ سه رویکرد به صورت مستقل و همچنین ترکیب آن ها، برخی از این نقایص تا حدودی بهبود یابند. این رویکرد ها عبارتند از: (الف) اعمال فرآیند تغییرشکل پلاستیک شدید، (ب) اعمال فرآیند شکل دهی اکستروژن داغ و (ج) افزودن نانوذرات به آلیاژ. تغییرات ریز ساختار و خواص مکانیکی از جمله استحکام تسلیم، استحکام نهایی و ازدیاد طول و همچنین سختی مواد طی به کار بردن هر یک از رویکرد ها به طور مستقل و ترکیبی بررسی شده است. هدف اصلی این پژوهش مقایسه خواص مکانیکی ایجاد شده در حالت های مختلف هر یک از رویکرد های فوق و ادغام بهترین حالت ها، و درنتیجه تولید ورق های با استحکام و سختی زیاد و شکل پذیری مناسب بوده است. در این ارتباط، مطالعات مختلف شامل بررسی اثر تعداد عبور فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید و اثر افزودن نانوذرات مختلف در درصد های وزنی و اندازه های مختلف صورت گرفته است. با اعمال یک عبور فرآیند کوبش متوالی بر روی یکی از نانوکامپوزیت هایی که خواص مکانیکی و سختی مطلوبی از آن گزارش شده بود، ریزساختار و توزیع نانوذرات بهبود یافت و پس از آن عملیات اکستروژن داغ بر روی این نمونه انجام شد. با به کارگیری فرآیند کوبش متوالی در عبور های بالا، استحکام و کشیدگی نمونه به طور چشم گیری افزایش یافت. لیکن به علت اشباع ریزساختار و خواص مکانیکی در عبور های بالا، سختی اندکی تنزّل یافت. افزودن نانوذرات نیز باعث افزایش استحکام و کشیدگی شد، اما افزودن نانوذرات بیش از کسر وزنی معینی باعث کاهش خواص مکانیکی و سختی شد که علت آن می تواند توده ای شدن نانوذرات باشد. در مجموع بهترین خواص مکانیکی به خصوص شکل پذیری، برای ورق های تولید شده از نانوکامپوزیت هایی که تحت عملیات شکل دهی ترکیبی
خلاصه پایان نامه
-
مطالعه تجربی ریخته گری گریزاز مرکزآلیاژهای سبک
مهدی عربی نور 1396ریخته گری گریز از مرکز یکی از روش های تولید بسیاری از قطعات متقارن و نیمه متقارن از جنس آلیاژهای مختلف و لوله ها می باشد. در این پایان نامه سعی شد تا روشی برای ریخته گری بوش آلیاژهای سبک آلومینیم و منیزیم که دومی خاصیت ترکیب پذیری شدیدی با اکسیژن در حالت مذاب را دارد به دست آید. بدین منظور ابتدا دستگاه ریخته گری بر پایه تولید بوش آلیاژ منیزیم طراحی و ساخته و سپس ابتداﺀ به تولید بوش آلیاژ آلومینیم پرداخته شد. سپس تاثیر پارامتر دمای قالب و دور دستگاه همزمان بررسی و به وسیله روش تاگوچی، دمای قالب بهینه سازی و برگزیده شد. در مرحله بعد، دردمای ثابت و شرایط یکسان در دورهای مختلف، قطعه بوش تولید و تاثیر پارامتر دور با انجام انواع آزمایش های کشش، فشار، سختی سنجی، متالوگرافی و SEM مورد بررسی قرار گرفته و دور بهینه نیز انتخاب گردید. در مرحله بعد، در دور برگزیده بوش با ضخامت های مختلف تولید و با بررسی تاثیر پارامتر ضخامت بوش، تاثیر آن نیز با انواع آزمایش های ذکر شده در بالا مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. پس از کسب تایید از کارکرد عمومی دستگاه برای تولید بوش، به تولید بوش آلیاژ منیزیم در محیط گاز خنثی پرداخته شد. در مرحله اول با بررسی تاثیر پارامتر دمای قالب توسط بهینه سازی تاگوچی دمای بهینه قالب مورد بررسی و انتخاب قرار گرفت. نهایتاً با انجام آزمایش های مختلف و تغییر پارامترهای فرآیند برای اولین بار بوش آلیاژ منیزیم بدین شکل و به صورت بی عیب تولید گردید. سپس مانند بوش آلیاژ آلومینیم در دورهای مختلف دستگاه بوش های منیزیمی تولید و دور بهینه مورد نظر به دست آمد. در مرحله پایانی نیز تاثیر پارامتر ضخامت برخصوصیات مکانیکی محصولات تولید شده مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. از مهمترین یافته های این پایان نامه می توان به تولید موفق بوش آلیاژ پایه منیزیم و بررسی تعداد دور دستگاه و همچنین تغییر ضخامت بوش ها بر خواص مکانیکی محصولات تولید شده اشاره کرد.
خلاصه پایان نامه
-
مطالعه تاثیر فرآیند کوبش متوالی بر خواص سوپرپلاستیک آلیاژ منیزیم AZ80
آرزو عربی 1395در این پژوهش فرآیند کوبش متوالی بر روی آلیاژ AZ80 منیزیم در دماها، سرعت ها و عبورهای مختلف انجام شد. اثر این فرآیند بر روی ریزساختار و رفتار سوپرپلاستیک آلیاژ مذکور مورد بررسی قرار گرفت. ساختار دانه بندی در آلیاژ AZ80 منیزیم ریز دانه شد، به طوری که اندازه دانه در عبور چهارم فرآیند از µm5/62 برای آلیاژ ریخته گری شده به µm 9/8 کاهش یافت. خواص سوپرپلاستیک آلیاژ منیزیم برای دماها، سرعت ها و عبورهای مختلف فرآیند کوبش متوالی با انجام آزمون سنبه برشی بررسی شد. در سرعت mm/min 5/2 رفتار سوپرپلاستیک در هیچ دمایی از فرآیند کوبش متوالی مشاهده نگردید. این در حالی است که در بررسی پارامتر سرعت، بهبود خواص سوپرپلاستیک با افزایش سرعت اتفاق افتاد، به طوری-که بیشترین ضریب حساسیت به نرخ کرنش برابر با 33/0 در دمای فرآیند ◦C325 و سرعت mm/min 10 به دست آمده است. انجام آزمون کشش در دمای ◦C350 برای نمونه مذکور به ازدیاد طول 275 درصد منجر شد، در صورتی که آزمون کشش برای نمونه ریخته گری شده در همین دما با ازدیاد طول 36 درصد همراه بود. بررسی خواص سوپرپلاستیک در عبورهای مختلف فرآیند کوبش متوالی نشان داد که بیشترین ضریب حساسیت به نرخ کرنش (m) برای نمونه تولید شده در عبور چهارم و دمای ◦C250 فرآیند ذکر شده، وجود دارد و مقدار آن 41/0 به دست آمد. ازدیاد طول متناظر با این مقدار m، در آزمایش کشش برابر با 600 درصد تعیین شد. بنابراین کاهش شدید اندازه دانه ها در طی فرآیند کوبش متوالی، باعث به وجود آمدن رفتار سوپرپلاستیک چشمگیر در آلیاژ AZ80 شده است.
خلاصه پایان نامه
-
تولید لوله های استوانه ای ریزدانه شده
محسن رحیمی 1395 -
هیدروفرمینگ گرم لوله ها
بهداد احراریزدی 1395هیدروفرمینگ لوله یکی از روش های جدید و پیشرفته فرم دهی به وسیله فشار بالای سیال و تغذیه محوری است که در صنایعی نظیر هوافضا، نفت و صنایع خودروسازی برای تولید قطعات خاص با هندسه پیچیده کاربرد دارد. کاربردهای برتری که آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم به دلیل وزن کم و استحکام بالا دارند سبب استفاده این دو فلز در صنایع خودروسازی شده است. آلیاژهای منیزیم شکل پذیری پایینی در دمای اتاق دارند از این رو برای افزایش شکل پذیری، فرآیند هیدروفرمینگ در دمای بالا انجام شده است. در این پایان نامه برای مدل کردن اجزا محدود فرآیند از المان پوسته و ماده همسانگرد استفاده شده است. شبیه سازی فرآیند به وسیله نرم افزار آباکوس نسخه 14/6 انجام شده است. همچنین منحنی اولیه فشار با استفاده از معادلات تحلیلی فرآیند هیدروفرمینگ سرد به دست آمده است. آزمایش های مربوط به فرآیند هیدروفرمینگ گرم در آزمایشگاه شکل دهی فلزات در دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است. در این پایان نامه بهبود منحنی فشار داخلی در دماهای مختلف، توزیع ضخامت، به وجود آمدن عیوبی مانند چروکیدگی و نازک شدگی در جابجایی های محوری متفاوت موردبررسی قرار گرفت. بهبود منحنی فشار از نتایج مهم در این رساله بوده است. نتایج تجربی و نظری نشان می دهد که با بهبود شکل دهی و یکنواختی دما ارتفاع تحدب لوله منیزیمی افزایش و توزیع ضخامت بهبود می یابد.
خلاصه پایان نامه
-
تولید مقاطع توخالی منیزیمی با استفاده از فرایند اکستروژن پیچشی
امین طاهری 1394 -
تولید ورق منیزیم به روش اکستروژن مستقیم
فهیمه کرمی 1393کاهش وزن قطعات و بهبود کیفیت و کارآیی آن ها از مطالبات صنایع محسوب می شود. لذا انجام پژوهش هایی در جهت پاسخ به این مطالبات و مرتفع شدن نیاز صنعت کشور ضروری است. این پژوهش تلاشی در جهت تولید یکی از نیازهای صنعت و دانشگاه در مقیاس آزمایشگاهی می باشد. در حال حاضر به دلیل برخی محدودیت ها دسترسی به ورق منیزیم در کشور سخت و مستلزم هزینه های بالایی است. این درحالی ا ست که ورق منیزیم به دلیل وزن مناسب و استحکام بالا کاربرد قابل توجهی در صنعت داشته و همچنین به عنوان ماده ای نسبتا" جدید می تواند در پژوهش هایی در زمینه روش های شکل دهی ورقی و تولید علم به طور وسیعی به کار برده شود. از متداول ترین فرآیندهای ساخت ورق می توان به روش نورد و اکستروژن اشاره کرد. روش اکستروژن به عنوان روش ساخت ورق در پژوهش حاضر انتخاب شده است. در ابتدا به منظور یافتن شرایط مناسب آزمایش، فرآیند مدل سازی شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس قالب اکستروژن ورق ساخته شده و فرآیندهای مورد نظر انجام شده اند. در این پایان نامه ورق منیزم به روش اکستروژن مستقیم برای دو آلیاژ AZ31 و ZK60 ساخته شده و خواص محصولات مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. متغیرهای مورد بررسی برای آلیاژ AZ31 دما و سرعت و برای آلیاژ ZK60 اثر اندازه دانه ها و ریزساختار ماده اولیه بر خواص ورق بوده است. آلیاژ ZK60 پس از انجام یک فرآیند تغییرشکل پلاستیک شدید تحت اکستروژن قرار گرفته و محصول ورقی با ریزساختار و خواص مکانیکی مطلوب تولید شده است. متوسط اندازه دانه برای ماده اولیه آلیاژ AZ31 ، 24 میکرومتر بوده که پس از اکستروژن تا 5 میکرومتر برای ورق اکسترود شده در کمترین دما کاهش یافته است. متوسط اندازه دانه برای آلیاژ ZK60 نورد شده در حدود 40 میکرومتر بوده که پس از فرآیند کوبش متوالی به ساختاری متشکل از دانه های ریز با متوسط اندازه 2 میکرومتر در کنار دانه های درشت تغییر یافته است. پس از انجام فرآیند اکستروژن ورق، متوسط اندازه دانه به حدود 2 میکرومتر و ساختاری همگن رسیده است.
خلاصه پایان نامه
-
بررسی فرایند اکستروژن انبساطی متناوب برای میله های استوانه ای
حمیدرضا بابامرادی 1393 -
مطالعه تجربی و عددی آزمایش سنبه برشی
آذر بنفشی 1393