اکستروژن فشار سیکلی لوله تحت فرآیند TCEC ، فرایندی نوین برای ایجاد تغییر شکل پلاستیک شدید در لوله های استوانه ای

Tube Cyclic Extrusion-Compression (TCEC) as a novel sever eplastic deformation method for cylindrical tubes

چکیده

روش تغییرشکل پلاستیک شدیدی (SPD) با نام اکستروژن فشار سیکلی لوله (TCEC) در این کار ارائه شده است. لوله های استوانه ای شکل بدون بروز تغییرات ابعادی و هندسی، تحت تغییر شکل TCEC با کرنش بالا قرار گرفتند. در فرآیند TCEC، یک نمونه لوله ای در فضایی با حجم مشخص محصور شده و بین میله سنبه و محفظه ای که درون آن منطقه گلویی تعبیه شده است، تغییر شکل داده شد. TCEC روی آلیاژهای تجاری منیزیم AZ91 اعمال گشته و حتی پس از انجام یک مرحله فرایند نیز ریزدانگی به دنبال خواهد داشت.

اندازه دانه متوسط ۸۰۰ نانومتر پس از دو سیکل TCEC حاصل شد. پس از دو سیکل TCEC، سختی لوله اولیه از ۶۵ به ۹۲ ویکرز افزایش یافته است. علاوه بر این، ارزیابی سختی در امتداد ضخامت، نشانگر یکنواختی خوب در توزیع سختی می باشد. پس از انجام دو سیکل فرایند TCEC، استحکام تسلیم و نهایی در مقایسه با نمونه ریخته گری شده ۳ و ۷/۲ برابر افزایش یافتند. ازدیاد طول تا شکست نیز نسبت به مقدار اولیه ۶/۱ تا ۹ % بیشتر شد. به منظور بررسی بیشتر کرنش تجمع یافته، مدل سازی فرایند TCEC با کد FE در ABAQUS انجام گردید. به نظر می رسد که TCEC، فرایند SPD قابل قبولی در کاربردهای صنعتی باشد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

A severe plastic deformation (SPD) method entitled Tube Cyclic Extrusion-Compression (TCEC) is proposed. Cylindrical tubes are deformed through TCEC to large strains without dimensional and geometrical changes. In the TCEC method, tubular specimen is constrained in a space with constant volume and is deformed between mandrel and chamber in which a neck zone was devised. TCEC was applied to commercial AZ91 magnesium alloy leading to substantial grain refinement even after single cycle of TCEC. Mean grain size of 800 nm was achieved after two cycles of TCEC.

Microhardness of the initial tube increased from 65 Hv to 92 Hv after two processing cycles of TCEC. Moreover, hardness assessment along tube thickness demonstrates good homogeneity of hardness distribution. After two processing cycles of TCEC, yield and ultimate strengths were increased by 3 and 2.7 times compared to those in as-cast condition. The elongation to failure was also increased from initial value of 1.6% to about 9%. In order to further investigate the accumulated strains, the TCEC process was also numerically modeled by FE code of ABAQUS/Explicit. The TCEC method seems a promising SPD process for industrial applications.