مطالعه تجربی فرآیند فشار در کانال های مساوی انبساطی یک آلیاژ زیست تخریب پذیر

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: مطالعه تجربی فرآیند فشار در کانال های مساوی انبساطی یک آلیاژ زیست تخریب پذیر

ارائه دهنده: Provider: علیرضا عسگری - دانشکده مهندسی

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر فرشته صنیعی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر عباس پاک - دکتر صادق قربانحسینی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 16 - 1404/6/30

مکان ارائه: Place of presentation:

چکیده: Abstract: چكيده: تولید مواد و محصولات زیست تخریب پذیر در صنایع مختلف در سال‌های اخیر، به ویژه برای تولید ایمپلنت‌ها، رشد چشمگیری داشته است. بنابراین، مطالعه بهبود خواص مکانیکی آلیاژهای منیزیم زیست تخریب پذیر با استفاده از روش‌های جدید تغییر شکل پلاستیک شدید، به ویژه فرآیند فشار زاویه‌ای در کانال‌های مساوی انبساطی (Exp-ECAP)، شایسته انجام بوده و موضوع این پایان‌نامه کارشناسی ارشد می‌باشد. در مرحله اول، آلیاژ مورد نظر (ZK60) با استفاده از فرآیند ریخته‌گری تولید شد. پس از آن، برای تهیه نمونه‌های آزمایشی Exp-ECAP، با هندسه و ابعاد نهایی مورد نیاز، ماشینکاری شدند. سپس، آزمایش‌های عملی Exp-ECAP با استفاده از یک قالب و ابزارهای شکل‌دهی مخصوص روی نمونه‌های ماشینکاری شده انجام شدند. به منظور ایجاد کرنش‌های پلاستیک بالا در نمونه، یک حفره کروی در محل تقاطع دو کانال در نظر گرفته شد که نیاز به یک مکانیزم خارجی یا سنبه دوم برای اعمال فشار برگشتی به میلگرد اکسترود شده را از بین برد. بر اساس یک جدول طراحی فاکتوریل کامل، چندین آزمایش جهت بررسی تأثیر عوامل فرآیند شکل‌دهی، یعنی سرعت سنبه، دمای فرآیند و تعداد عبور‌ها، بر ریزساختار، خواص سختی، استحکام فشاری و کرنش شکست میلگردهای اکسترود شده انجام شد. عملیات شکل‌دهی نمونه‌ها در دماهای 250°C و 300°C ، سرعت‌های سنبه 1 mm/min و 4 mm/min, طی یک، دو و سه عبور انجام شد. با بررسی اثرات دما، سرعت سنبه و تعداد عبور‌ها بر افزایش استحکام تسلیم و سختی آلیاژ ZK60، شرایط بهینه آزمایش تعیین شد. یافته‌های تجربی نشان دادند که فرآیند Exp-ECAP سختی و استحکام فشاری نهایی آلیاژ زیست‌تخریب‌پذیر منیزیم را به ترتیب 63% و 67% افزایش و کرنش شکست و چقرمگی شکست میلگرد اکسترود شده را به ترتیب 76% و66% در مقایسه با آلیاژ ZK60 ریخته‌گری شده کاهش داده است. افزایش دمای فرآیند باعث کاهش نیروی شکل‌دهی، سختی و استحکام فشاری به ترتیب 32.4%، 22.6% و 8.8% و افزایش کرنش شکست و چقرمگی شکست به ترتیب 55% و 54% شده است. افزایش سرعت سنبه، سختی و استحکام فشاری را به ترتیب 27% و 16.6% کاهش و نیروی شکل‌دهی را 25.3% افزایش داده است. تأثیرات افزایش سرعت بر کرنش شکست و چقرمگی شکست در دو دمای 250°C و 300°C متفاوت بود. در دمای250°C، افزایش سرعت شکل‌دهی، کرنش شکست و چقرمگی شکست را به ترتیب 22% و 24% کاهش داده است. با این وجود، در دمای 300°C ، این خواص به ترتیب 8.6% و 20% افزایش یافته‌اند. افزایش تعداد عبور‌ها نیز به ترتیب سختی، کرنش شکست و چقرمگی شکست را 30%، 45% و 36% افزایش داده است. در نهایت، طبق تحلیل آماری، دمای فرآیند تأثیرگذارترین پارامتر بر نیروی شکل‌دهی، چقرمگی و کرنش شکست بود، در حالی که برای تغییرات سختی و استحکام فشاری نهایی، سرعت سنبه به عنوان مؤثرترین متغیر شناخته شد.