تحلیل تجربی و اجزاء محدود فرآیند اکستروژن معکوس گرم پریفرم مخزن فولادی میکروآلیاژی وانادیم‌دار برای تعیین دمای پیشگرم بهینه
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمحمدحسین آذرمی 1 , محمد بیات 2 , مجید بلباسی 3
1 - کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، تهران، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، تهران، ایران
3 - استادیار، گروه مهندسی نفت، معدن و مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
الکلمات المفتاحية: روش اجزاء محدود, آزمون فشار گرم, اکستروژن معکوس گرم, پریفرم, دمای پیشگرم,
ملخص المقالة :
در این پژوهش تاثیر دمای پیشگرم بیلت بر نیروی انجام فرآیند اکستروژن معکوس گرم یک مخزن از جنس فولاد میکروآلیاژی وانادیم دار، مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا رفتار تغییر شکل پلاستیک فولاد مورد نظر توسط آزمون فشار گرم در دماهای 850 تا ℃ 1250 تحت نرخ کرنش های مختلف به دست آمد. سپس با کمک این داده ها فرآیند اکستروژن معکوس برای مخزن مورد نظر با روش اجزاء محدود در محدوده دمایی ذکر شده شبیه سازی شد. نتایج آزمون فشار گرم و اجزاء محدود نشان داد که با افزایش دمای پیشگرم از 850 به ℃ 1250، مقدار تنش بیشینه از 200 بهMPa 42 کاهش می یابد و نیروی انجام فرآیند اکستروژن معکوس گرم از 247 به Ton 43 کاهش پیدا می کند. در ادامه، ریزساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت که هیچگونه عیبی در ریزساختار آنها مشاهده نگردید. در نهایت باتوجه به نیروی محاسبه شده وارد به سنبه در فرآیند اکستروژن معکوس گرم در دمای ℃ 1200 به مقدار Ton 48 و تنش بیشینه بدست آمده در آزمون فشار گرم به مقدارMPa 53، فرآیند اکستروژن معکوس گرم بر روی بیلت فولادی در دمای پیشگرم ℃ 1200 در کارگاه انجام شد که تغییرشکل بیلت به پریفورم مخزن بدون ایجاد انحراف ابعادی، چین خوردگی و ترک صورت گرفت.
[1] B. Eghbali, A. Abdollah-Zadeh, "Strain-induced transformation in a low carbon microalloyed steel during hot compression testing", J. Scrip. Mater. Vol. 54, pp. 1205-1209, 2006.
[2] S. M. Ebrahimi, "Investigation on the effects of preheat temperature on the microstructure of the backward extrusion of Al2124",InternationalAluminum Conference 2009 , 2009, Tehran, Iran.
[3] S. Enayati, S. A. A. A. Mousavi, S. M. Ebrahimi, M. Belbasi, M. S. Bayazidi, "Effects of temperature and effective strain on the flow behavior of Ti–6Al–4V", Journal of the Franklin Institute, Vol. 348, No. 10, pp. 2813-2822, 2011.
[4] F. Parvizian, T. Kayser, C. Hortig, B. Svendsen, "Thermomechanical modeling and simulation of aluminum alloy behavior during extrusion and cooling", Journal of materials processing technology, Vol. 209, No. 2, pp. 876-883, 2009.
[5] R. Mei, Y. Du, L. Bao, X. Zhang, B. Zhang, Z. Zhou, "Study on hot deformation behavior of 7085 aluminum alloy during backward extrusion process, Modelling and Simulation in Engineering", Vol. 2015, pp. 4, 2015.
]6 [مجید میسمی، بررسی رفتار کارگرم فولاد کم آلیاژ استحکام بالا میکروآلیاژ شده با وانادیم (H250)، دانشگاه تهران، تهران، 1389 .
]7 [محبوبه پویامنش، بیت اله اقبالی، غلامرضا ابراهیمی، محمد سعادتی، مقایسه رفتار تغییرشکل گرم دو نوع فولاد زنگ نزن دوفازی ریختگی، مجله مواد نوین، جلد 1شماره 2، صفحه 54-49 .
[8] N. Ogawa, M. Shiomi, K. Osakada, "Forming limit of magnesium alloy at elevated temperatures for precision forging", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 42, No. 5, pp. 607-614, 2002.
[9] T. Philip, T. McCaffy, Metals handbook, ASM International Materials Park, OH, 1990.
[10] ASTM E209, Standard practice for compression tests of metallic materials at elevated temperatures with conventional or rapid heating rates and strain rates, 1981.
[11] T.L. Bergman, and F.P. Incropera, Introduction to heat transfer, John Wiley & Sons, 2011.
[12] W.F. Brown, C. Ho, H. Mindlin, Aerospace Structural Metals Handbook, Handbook operations, 1979.
[13] Y.-C. Lin, M.-S. Chen, J. Zhang, "Modeling of flow stress of 42CrMo steel under hot compression", Sci. Eng, Vol. A 499 pp. pp. 88-92, 2009.
[14] ASTM E 883, Standard Guide for Reflected–Light Photomicrography, 2002.
_||_