سجاد علایی نیا - دانشکده فنی و مهندسی
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مکانیک گرایش طراحی کاربردی
عنوان:
مطالعه تأثیر فرآیند کوبش متوالی روی استحکام خستگی آلیاژ منیزیم AZ80
استاد راهنما:
دکتر فرامرز فرشته صنیعی
اساتید ممتحن:
دکتر رحمن سیفی
دکتر هاشم مظاهری
نگارنده:
سجاد علایی نیا
زمان و مکان ارائه:
19/11/1395 ساعت 16-14
آمفی تئاتر دانشکده مهندسی
چكيده:
کاهش چگالی و در عین حال افزایش استحکام سازه، یکی از نیازها و اهداف مهم صنایع هوا-فضا، خودرو و پزشکی میباشد. به موازات این نیاز مهم ذکر شده، از آنجایی که شمار زیادی از قطعات مکانیکی مورد استفاده در صنعت، تحت بارهای دینامیکی قرار دارند، به کنترل در آوردن رفتار خستگی یک هنر و تخصص به شمار میآید. در پژوهش حاضر آلیاژ منیزیم AZ80 به دلیل داشتن چگالی پایین، جهت مطالعه خواص مکانیکی انتخاب شده است. برای بهبود و کنترل خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی، استحکام خستگی و انعطافپذیری، در طی دههی اخیر از روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید استفاده شده است. در این تحقیق فرآیند کوبش متوالی که یکی از فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید به حساب میآید، استفاده شده است. نمونههایAZ80 به روش ریختهگری تولید شده و سپس به منظور بهبود خواص مکانیکی تحت فرآیند کوبش متوالی قرار گرفتهاند. نمونههای ریختهگری شده بعد از فرآیند کوبش متوالی به منظور تولید ورق تحت فرآیند اکستروژن مستقیم قرار گرفتهاند. مطالعه تأثیر این دو فرآیند شکلدهی بر استحکام خستگی آلیاژ AZ80، هدف اصلی پژوهش حاضر میباشد. اندازه متوسط دانه در نمونه خام ریختهگری شده µm 05/59 بوده که پس از فرآیند اکستروژن در دمای 300 تا µm 24/25 کاهش یافته است. برای ورقهای تولید شده که فرآیند کوبش متوالی در مسیر B و عبور سوم و در دماهای 275، 300 و 325، روی آنها انجام شده است، اندازه دانه به µm20/7، µm83/8 و µm23/10 کاهش پیدا کرده است. اندازه دانه برای دماهای 300 و 325 در مسیر A و عبور سوم تا µm35/9 و µm47/10 کاهش یافته است. در پی کاهش اندازه دانه استحکام کششی عموماً افزایش یافته است. استحکام تسلیم در ماده اولیه MPa 50/130 بوده که در عبور سوم و مسیر B فرآیند کوبش متوالی برای دماهای 275، 300 و 325، به ترتیب تا MPa 12/305، MPa 244 و MPa226 افزایش یافته است. بهبود خواص کششی نمونههای RU شده به واسطه ریز دانه کردن ساختار نمونههایAZ80 ، استحکام خستگی و نرخ رشد ترک خستگی را تحت تأثیر قرار داده است. به گونهای که استحکام خستگی ورق اکسترود شده از نمونه خام تقریباً معادل MPa 95 برآورد شده، درحالی که استحکام خستگی ورقهای اکسترود شده از نمونههای RU شده در عبور سوم، بعضاً تا MPa 150 افزایش یافته است. همچنین افزایش توأماً استحکام کششی و درصد ازدیاد طول در فرآیند RU، کاهش محسوسی را در نرخ رشد ترک ورقهای اکسترود شده از نمونههای RU شده ایجاد کرده است.
واژههای کلیدی: آلیاژ منیزم AZ80، کوبش متوالی، اکستروژن مستقیم، ریز ساختار، خواص مکانیکی، استحکام خستگی، رشد ترک خستگی.
Abstract:
Reduce density while increasing structural strength, one needs and objectives of the aerospace, automotive and medical Democrats. Parallel to this important need listed, since a large number of mechanical parts used in the industry, are under dynamic loads, to control the behavior and expertise is an art comes to fatigue. In the present study AZ80 magnesium alloy having low density, mechanical properties selected for the study.To improve and control the mechanical properties such as tensile strength, fatigue strength and flexibility, during the last decades of severe plastic deformation methods are used. In this research, repetitive upsetting one of the severe plastic deformation processes comes to the account is used. AZ80 samples produced by casting and then to improve the mechanical properties under repetitive upsetting process have been. Casting samples after repetitive upsetting process to produce sheets under the direct extrusion process have been. The effect of these two processes forming on fatigue strength alloy AZ80 is the main purpose of the present study. The average grain size in the raw sample was cast 59.05μm to 25.24 declined after the extrusion process (at 300 ). for produced sheets by the process of RU on route B and the third passing at temperatures of 275 , 300 and 325 on it is done, grain size to 7.2 μm, 8.83μm and 10.23 μm has declined. Grain sizes for temperatures of 300 and 325 in the route A and the third pass to 9.35μm and 10.47μm decreased. Following the reduction in grain size generally increased tensile strength. Which is the raw material yield strength 130.50 MPa passes third repetitive upsetting process and route B to temperatures of 275 , 300 and 325 , respectively 305.12 MPa, 244 MPa and 226 MPa increased. RU improved tensile properties of samples by fine-grained structure of samples AZ80, fatigue strength and fatigue crack growth rate is affected. Extruded sheet so that the fatigue strength of the raw sample is roughly estimated 95 MPa, while the fatigue strength extruded sheets RU examples in the third passage, partly to increased 150 MPa. Also simultaneously increase the tensile strength and elongation in the process of RU, significant reduction in crack growth rate is extruded sheets of RU examples have been created.
Key Words: Magnesium alloys AZ80, Repeated Upsetting, Sheet Extrusion, Microstructure, Mechanical properties, Fatigue Strength, Crack Growth Rate.
نام و نام خانوادگی: سجاد علایی نیا
رشته تحصیلی: مهندسی مکانیک
آدرس ایمیل:S.alaie nia 93@yahoo.com
شماره تماس: 09185499326
سوابق تحصیلی:
کارشناسی: مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شهدای هویزه- معدل 88/16- سهمیه استعداد درخشان
کارشناسی ارشد: مهندسی مکانیک-دانشگاه بوعلی سینا همدان- معدل 85/17- سهمیه استعداد درخشان
آشنایی با کامپیوتر:
درجه آشنایی |
نرم افزار |
بسیار خوب |
Ms office 2007 & 2010 & 2013 |
متوسط |
Matlab |
بسیار خوب |
Solidworks |
بسیار خوب |
Deform |
خوب |
Abacus |