تحلیل رفتار فولاد زنگ‌نزن 17-7 ph با استفاده از نانوروانکار در فرایند فورج داغ

شکل‌دهی مواد از طریق فرایند فورج یکی از روش‌های ساخت است که فلز در آن فشرده می‌شود یا تحت نیروی زیاد قرار می‌گیرد تا قطعات با استحکام بالا ایجاد گردند. پیش از فرایند، برای افزایش جریان فلز، کاهش اصطکاک و ساییدگی، روانکار به قالب اضافه می‌شود و به جدا شدن قطعه نهایی از قالب کمک می‌کند. روانکار در عملیات فورج داغ و روانکاری به‌عنوان یک عامل کلیدی برای افزایش کیفیت تولید است. یکی از بهترین روش‌ها برای مطالعه تاثیر روانکارها در این فرایند، آزمون فشردگی حلقه (rct) است. در این تحقیق، تاثیر نانوذرات (اکسید آلومینیوم (al2o3)  و نانو شیشه) به‌صورت افزودنی به روغن پایه (sae 10) در دمای 1050°c بر رفتار اصطکاکی فولاد زنگ‌نزن 17-7 ph با استفاده از rct و آنالیز اجزای محدود (fea) مطالعه شد. در نهایت اهمیت استفاده از نانوروانکار در فرایند فورج داغ بررسی گردید. نتایج نشان داد که نانوذرات به‌عنوان افزودنی روانکار، عملکرد بهتری نسبت به روانکارهای معمولی (مثل گرافیت) در راستای رفتار اصطکاکی فولاد زنگ‌نزن 17-7 ph در فرایند فورج داغ دارند و برای فولاد زنگ‌نزن 17-7 ph در 1050°c، فاکتور اصطکاک با افزودن نانوذرات al2o3 حدود 36 درصد و با افزودن نانوذرات شیشه حدود 40 درصد کاهش یافت. بنابراین اضافه کردن نانوشیشه، نتایج بهتری در مقایسه با نانوذرات al2o3 دارد.

analysis of friction behavior of 17-7 ph stainless steel using nano-lubricant in hot forging process

the material forming through the forging process is one of the manufacturing methods in which the metal is compressed or subjected to high forces to create high-strength parts. before the process, a lubricant is added to the mould to increase the metal flow, reduce friction and wear, and help separate the final part from the mould. the lubricant in hot forging process and lubrication are key factors for increasing production quality. one of the best ways to study the effect of lubricants in this process is ring compression testing (rct). in this study, the effect of nanoparticles (aluminum oxide (al2o3) and nano-glass) as an additive to base oil (sae10) at 1050 °c on the friction behaviour of 7-17 ph stainless steel using rct and finite element analysis (fea) was studied. finally, the importance of using nano-lubricants in hot forging process was investigated. the results showed that nanoparticles as lubricant additives performed better than conventional lubricants (such as graphite) for the frictional behaviour of 7-17 ph stainless steel in hot forging process. for 7-17ph stainless steel at 1050 ° c, the friction factor was reduced by approximately 36% with the addition of al2o3 nanoparticles and by approximately 40% with the addition of glass nanoparticles. therefore, adding nano-glass presented better results compared to al2o3 nanoparticles.