کاربرد ترکیبی از اکستروژن و پرس در کانالهای زاویه دار هم مقطع در فرآوری مواد فلزی ریز دانه و نانوساختار

تغییر شکل پلاستیک شدید یکی از روشهای موثر در کاهش اندازه دانه های مواد فلزی و دست یابی به مواد فوق ریزدانه و نانوساختار می باشد. در مقاله حاضر تغییر شکل پلاستیک شدید از طریق ترکیبی از اکستروژن و پرس در کانالهای زاویه دار هم مقطع بر روی مواد مختلف مانند مس خالص تجاری، آلیاژ آلومینیم 7075، فولاد میکروآلیاژی و فولاد ساده کربنی فریتی به طور موفقیت آمیزی اعمال شد. با بررسی ریزساختار حاصل از تغییر شکل در دمای محیط از طریق میکروسکوپ نوری و پراش پرتو ایکس قابلیت این روش در فرآوری مواد نانوساختار به اثبات رسید. اندازه متوسط دانه ها در آلیاژ آلومینیم 7075 در حدود 160 نانومتر و فولاد ساده کربنی در حدود 125 نانومتر محاسبه شد. همچنین تغییر شکل از طریق این روش بر روی آلیاژ آلومینیم 7075 و فولاد ساده کربنی در دمای بالا اعمال شد. در مورد آلیاژ آلومینیم 7075 از طریق وقوع تبلور مجدد دینامیکی اندازه متوسط دانه ها تا 6 میکرومتر کاهش پیدا کرد. علاوه بر این تغییر شکل فولاد ساده کرینی با دمای پیشگرم 930 درجه سانتیگراد نشان داد که اندازه دانه ها در این فولاد را می توان از طریق وقوع استحاله تحت کرنش دینامیکی آستنیت به فریت تا 3 میکرومتر کاهش داد. مشخصه های تغییر شکل فرآیند تلفیقی اکستروژنپرس در کانالهای زاویه دار هم مقطع از طریق شبیه سازی المان محدود مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج تحلیل المان محدود نحوه توزیع کرنش در نمونه های تغییر شکل یافته مطالعه شد.

Application of the combination of extrusion and equal channel angular pressing for processing fine grained and nanostructured metallic materials

Severe plastic deformation is one of the most effective methods of grain refinement which can be used for processing of ultra fine grained and nanostructured metallic materials. In the present study the combination of extrusion and equal channel angular pressing is imployed for severe plastic deformation of materials. Using this method, a severe plastic deformation was imposed succesfully on pure copper, Al7075 alloy, plain low carbon and microalloyed steels. The cabability of the proposed methode in production of nanostructured materials was approved by anallyzing the obtained microstructures of processed samples with opticaal microscopy and Xray diffraction spectroscopy. The mean crystallite size of processed Al7075 alloy and plain low carbon steel was meassured to be 160 and 125 nm respectively. Also, the plastic deformation was applied on these materials at high temperatures. In the case of Al7075 alloy the microstructure was refined to the mean grain size of 6 µm through the occurance of dynamic recrystallization during deformation at the preheating temperature of 250 ̊C. Also, the plastic deformation of plain carbon steel at the preheating temperature of 930 ̊C demonstrated that the microstructure can be refined to 3 µm through dynamic strain induced transformation of austenite to ferrite. Moreover, the plastic deformation characteristics of combined extrusionequal channel angular pressing was studied using finite element simultion. The formation of superficial cracks on the topside of Al7075 sample was also predicted using the FEM analysis.