بررسی رفتار ترمومکانیکی، استخراج مدل آرنیوسی و نقشه فرایندی ورق آلیاژ al-7.5mg

مقدمه و اهداف: تعیین معادلات ساختاری توصیف کننده تنش سیلان مواد، بررسی ریزساختار و تهیه نقشه فرایندی، جهت طراحی و بهینه‌سازی در شکل‌دهی فلزات ضروری است. هدف در این مقاله، دست‌یابی به یک رابطه میان تنش، کرنش، دما و نرخ کرنش برای آلیاژ al-7.5mg جهت استفاده از آن در فرایند شکل‌دهی می‌باشد.  مواد و روش‌ها: در این پژوهش، از نمودار‌های تنش- کرنش در چهار دما و سه نرخ کرنش و حذف اصطکاک با روش‌های تجربی و محاسباتی، استفاده شد. مقدار انرژی فعال‌سازی تغییر شکل داغ در مدل آرنیوسی محاسبه گردید. نقشه فرایندی جهت برقراری ارتباط میان تنش، دما و نرخ کرنش، در کرنش 0/6 ترسیم و منطقه ناپایداری در دما و نرخ کرنش مشخص، تعیین شد. جهت مطالعه ریزساختار آلیاژ نیز از عملیات متالوگرافی استفاده گردید.یافته‌ها: با افزایش میزان کرنش، مقدار انرژی فعال‌سازی تغییر شکل داغ در مدل آرنیوسی افزایش یافت. همچنین، کاهش دما و افزایش نرخ کرنش منجر به صعودی‌شدن پارامتر زنر- هولمن گردید. نقشه فرایندی ترسیم‌شده نشان داد که با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش، منطقه ناپایداری گسترش می‌یابد. نتایج آزمون متالوگرافی نشان داد که به دلیل محتوای بالای منیزیم در این آلیاژ، تبلور مجدد دینامیکی در آن رخ داده است. نتیجه‌گیری: در این تحقیق، مدل آرنیوسی (به عنوان یک مدل پدیدار شناختی) با استفاده از آزمون فشار کرنش صفحه‌ای داغ بر روی ورق اکسترودی آلیاژ al-7.5mg به درستی استخراج گردید و رابطه میان تنش، دما، کرنش و نرخ کرنش به کمک معادلات ساختاری و مدل آرنیوسی حاصل شد.

study on thermomechanical behavior and extraction of arrhenius model and processing map for al-7.5mg sheets

introduction and objectives: determining the constitutive equations which describe the material flow stress, microstructural investigation, and preparing a processing map are essential for designing and optimizing metals forming. the aim of this paper is to obtain a relationship between stress, strain, temperature, and strain rate for al-7.5mg alloy in order to use it in the forming process.materials and methods: in this study, stress-strain diagrams at four temperatures and three strain rates and friction elimination using experimental and computational methods were used. the activation energy value of hot deformation was calculated in the arrhenius model. a processing map at strain 0.6 was drawn to establish the relationship between stress, temperature, and strain rate, and the instability region at a specific temperature and strain rate was determined. the metallography examination was performed to study the microstructure of the alloy.results: in the arrhenius model, the activation energy value of hot deformation increased with increasing strain. as the temperature decreased and the strain rate increased, the zener-hollomon parameter also increased. the instability region increased with increasing temperature and decreasing strain rate. the metallography test results showed that dynamic recrystallization occurred due to the high magnesium content in this alloy.conclusion: in this paper, the arrhenius model (as a phenomenological model) was correctly extracted using a hot plane strain test on an extruded plate of al-7.5mg alloy, and a relationship between stress, temperature, strain, and strain rate was obtained using the constitutive equations and the arrhenius model.