بررسی تأثیر ارتعاشات فراصوت بر خواص مکانیکی ورق دو لایه فولاد کم کربن - تیتانیوم خالص در فرآیند شکل دهی افزایشی
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمحمدرضا ساختمانیان 1 , محمد هنرپیشه 2 * , سعید امینی 3
1 - دانشجوی دکتری- گروه ساخت و تولید- دانشکده مهندسی مکانیک- کاشان
2 - استادیار گروه ساخت و تولید- دانشکده مهندسی مکانیک- کاشان
3 - دانشیار– گروه ساخت و تولید– دانشکده مهندسی مکانیک- کاشان
کلید واژه:
چکیده مقاله :
شکل دهی افزایشی ورق، یکی از فرایندهای تولید قطعات فلزی ورقی بدون استفاده از قالب است که به منظور نمونه سازی سریع، کاهش زمان و هزینههای ساخت قطعات گسترش یافته است. در این فرآیند نیز همانند دیگر فرآیندهای شکلدهی کاهش نیروی شکلدهی و بهبود خواص مکانیکی قطعه حاصل مدنظر میباشد که برای این منظور روشهای مختلفی گسترش یافته است. یکی از این روشها، استفاده از ارتعاشات فراصوت و اعمال آن بر روی فرآیند میباشد. در این مطالعه به منظور بهبود خواص مکانیکی قطعه ساخته شده در فرآیند شکلدهی نموی از اعمال ارتعاشات فراصوت بر روی ابزار استفاده شده است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تأثیر ارتعاشات فراصوت بر خواص مکانیکی قطعات ساخته شده در فرآیند شکلدهی نموی است. برای این منظور تجهیزات مناسب برای انجام این فرآیند طراحی و ساخته شد. سپس نمونههای هرمی شکل تحت شرایط مختلفی از سرعتهای پیشروی افقی و عمودی تحت تأثیر ارتعاشات فراصوت تولید شد و آزمونهای سختی و کشش بر روی نمونههای تولید شده انجام پذیرفت. نتایج بهدست آمده نشان داد که تحت تأثیر ارتعاشات فراصوت، سختی 50 درصد و استحکام کششی 30 درصد افزایش یافته است. مطالعات ریزساختاری بر روی نمونهها نشان داد که به دلیل افزایش دمای نمونهها در نتیجه تبدیل ارتعاشات فراصوت به گرما فرآیند تبلور مجدد پیوسته در ساختار میکروسکوپی نمونهها به وقوع پیوسته است که این فرآیند، منجر به ریز شدن دانهها و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی شده است.
Incremental Sheet forming (ISF) is one of the processes for producing sheet metal parts without the use of mold that has been developed to allow rapid prototyping and reduced time and cost of fabricating parts. In this process, as well as other forming processes, reducing of the forming force and improving of the mechanical properties of the created part are considered. For which purpose, various methods have been developed. One of these methods is the use of ultrasonic vibration and its application to the process. In this study, ultrasonic vibrations were used on the tool to improve the mechanical properties of the piece made in the incremental sheet forming process. The purpose of this study was to investigate the effect of ultrasonic vibration on the mechanical properties of parts made in the incremental forming process. So, suitable equipment for this process was designed and constructed. Then, pyramidal samples were produced under different conditions of horizontal and vertical feed rates under the influence of ultrasonic vibration and hardness and tensile testing were performed on the produced specimens. The results showed that hardness and tensile strength increased by 50% and 30% respectively, due to the applying ultrasonic vibration. Microstructural studies on the samples showed that due to the temperature increase of the samples as a result of the conversion of ultrasonic vibration into the heat, the continuous dynamic recrystallization (CDRX) process occurred in the microstructure of the samples, which resulted in the grain refinement and improvement in the mechanical properties.