پرس کاری لوله به کمک فشار سیال به عنوان روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید جهت تولید لوله های استحکام بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه نوشیروانی بایل

2 دانشگاه نوشیروانی بابل

3 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

4 استادیار دانشگاه صنعتی بابل

چکیده

تغییر شکل پلاستیک شدید یکی از روش‌های تولید مواد ریزدانه و استحکام بالا می‌باشد که در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است.در این پژوهش یک روش تغییر شکل پلاستیک شدید جدید با عنوان پرس‌کاری لوله به‌کمک فشار سیال جهت تولید لوله استحکام بالا ارایه شده است. در روش مذکور بر خلاف روش‌های معمول، به جای قالب و ماندرل،از فشار سیال برای حفظ شکل لوله کمک گرفته شده است تا با حذف تماس بین دیواره لوله و قالب، نیروی مورد نیاز فرآیند مستقل از طول لوله گردد. هر پاس فرآیند پرس-کاری لوله به‌کمک فشار سیال شامل دو نیم‌سیکل می‌باشد که با عبور لوله از کانال تغییر شکل در نیم سیکل‌های اول و دوم به ترتیب باعث افزایش و کاهش قطر لوله و اعمال کرنش پلاستیک بر لوله می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان داده است که نیروی مورد نیاز این فرآیند در مقایسه با روش پرس‌کاری در کانال زاویه‌دار لوله‌ای موازی برای آلومینیوم 1050 و با ابعاد انتخاب شده در این پژوهش 60 درصد کمتر می‌باشد. در فرآیند ارایه شده با افزایش طول لوله، نیرو افزایش نخواهد داشت که این نکته از مزایای این روش برای تولید لوله‌های استحکام بالا با ابعاد بزرگ می‌باشد. نتایج تجربی بر روی لوله‌هایی از جنس آلومینیوم 1050 نشان داد که بعد از 2 پاس میزان استحکام تسلیم و نهایی نمونه‌ها از مقادیر اولیه 51 و 65 مگاپاسکال، به‌ترتیب به 78 و 96 مگاپاسکال افزایش یافت. به‌علاوه، مقدار متوسط میکروسختی نمونه‌ها بعد از 3 نیم سیکل از مقدار اولیه 28 به 35 ویکرز افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hydro assisted tube pressing as a new severe plastic deformation method for producing high strength tubes

نویسندگان [English]

  • Ali Asghar Zolfaghari Darzi 1
  • Mohammad Bakhshi 3
  • Roohollah Jamaati 4
1 Department of Mechanical Engineering, Noshirvani University of Technology
3 Department of Mechanical Engineering, Noshirvani University of Technology
4 Department of Materials Engineering, Noshirvani University of Technology
چکیده [English]

Severe plastic deformation has been attracted the attention of researchers during the last couple of decades as a method to produce fine grain materials with high strength. In this study a new technique, called hydro assisted tube pressing (HATP), is proposed for severe plastic deformation of tubular materials. In this technique, unlike conventional methods, the fluid pressure is employed instead of die and mandrel, to maintain the geometry of the tube, and also to eliminate the die and tube surface contacts, making the required force in this process independent of the length of the tube. Each pass of the HATP process involves two half-cycles that by passing the tube through the deformation channel during the first and second half-cycle, respectively, the tube’s diameter increases and decreases and imposing a plastic strain on the tube. Finite element simulation results showed that the force required in this technique is 60% less than that in the PTCAP technique for AL1050 with the specified dimensions. In this proposed technique, by increasing the length of the tube, the force will not increase, which is one of the advantages of this method for producing high strength tubes with large dimensions. The experiments on AA1050 tubular specimens showed that the yield and ultimate tensile strengths increase from 51 and 65 MPa to 78 and 96 MPa, respectively, after two passes of HATP. Moreover, the micro-hardness tests on the samples after three half-cycles showed an increase in the hardness from 28 to 35 HV.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Severe plastic deformation
  • Hydro assisted tube pressing
  • high strength tube
  • Mechanical properties