تحلیل تجربی و اجزاء محدود فرآیند اکستروژن معکوس گرم پریفرم مخزن فولادی میکروآلیاژی وانادیم‌دار برای تعیین دمای پیشگرم بهینه

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.

Experimental and finite element analysis of hot backward extrusion process of vanadium microalloyed steel preform for determining optimum preheat temperature

In this research, the effect of billet preheat temperature on the forming force value in hot backward extrusion process for a preform made of vanadium micro alloyed steel is studied. The plastic deformation behavior of steel using hot compression test at temperatures of 850℃ to 1250℃ under different strain rates is obtained. Then on the basis of these data, the hot backward extrusion process for the desired vessel in the same temperature range is simulated using finite element method. The results of the hot compression test and finite element, show that with increasing the preheat temperature from 850℃ to 1250℃, the maximum stress reduced from 200 MPa to 42 MPa and the required force for hot extrusion process is reduced from 247 to 43 Ton, respectively. In addition, the microstructure of the samples was examined by optical microscopy and no defect was observed in microstructure. Finally, according to result of calculated force in hot extrusion process on billet with 1200℃ preheat temperatures was carried out in the workshop and deformation of billet to perform was carried out without dimensional distortion wrinkles and crack.