تولید مس ریزدانه خالص به روش تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD)

یک فرآیند جدید تغییر شکل پلاستیک شدید برای تولید مس ریزدانه خالص

A novel severe plastic deformation method for fabricating ultrafine grained pure copper

چکیده

یک روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) به نام اکستروژن مارپیچ در کانال های همسان با مقطع بیضوی (ECSEE) برای تولید مس خالص فوق ریزدانه (UFG) پیشنهاد گردید. اصول فرآیند ECSEE به گونه ای تعیین شده که بدون تغییر در سطح مقطع، بتوان به کرنش برشی بالایی دست یافت. به منظور نمایش مشخصه های تغییرشکل و قابلیت ریزدانه سازی این فرآیند، مطالعات عملی و همچنین شبیه سازی انجام گرفت. در مبحث شبیه سازی، نمونه ECSEE شده حاوی شبکه های سیلان مطالعه گردید تا تغییرات سیلان بررسی شود. نتایج شبیه سازی ها حاکی از این بود که در مقطع نمونه ECSEE، توزیع کرنش از محیط به مرکز کاهش می یابد. بررسی عملی نمونه یک پاس ECSEE شده نشان داد که ریزدانگی شدید از ۱۰-۵۰ میکرومتر به ۱-۱۰ میکرومتر عمدتاً در نواحی محیطی نمونه رخ می دهد. طی تغییرشکل ECSEE، کرنش برشی باعث تولید مس ریزدانه می گردد. به علاوه، افزایش چشمگیر سختی از حدود ۴۰ ویکرز تا ۸۵ ویکرز مشاهده شد. توزیع ریزدانگی و سختی همخوانی خوبی با نتایج شبیه سازی داشت.

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

ABSTRACT

A novel severe plastic deformation (SPD) method entitled elliptical cross-section spiral equal-channel extrusion (ECSEE) was proposed to fabricate ultrafine grained (UFG) pure copper. The principle of ECSEE process was adopted to accumulate shear stress within the workpiece without any cross-section area change. In order to primarily demonstrate the deformation characteristic and refinement ability of ECSEE method, the simulated and experimental investigations were both done. In the case of simulation, the ECSEE-ed workpiece containing scribed grids was analyzed for the flow net change. Simulated results indicated the trend of effective strain distribution decreased from the circumferential area to the central area on the cross-section of ECSEE-ed workpiece. In experimental investigations of a single-pass of ECSEE, a significant grain refinement from 10–۵۰ lm to 1–۱۰ lm was mainly in the circumferential area of the cross-section for processed workpieces. During the ECSEE deformation, shear strain as an essential role conduced the grain refinement. Besides, a significant increase of hardness, from 40 Hv to 85 Hv, was examined. The distribution characteristic of refinement and hardness were both consistent with that of simulated effective strain.