بررسی تجربی اثر کانال واسط در فرآیند اکستروژن با کانال های هم مقطع زاویه دار بر روی خواص مکانیکی مس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری

2 دانشگاه صنعتی نوشیرانی بابل

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی، آمل، ایران

4 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، تهران، ایران

چکیده

هدف از این مقاله، بررسی اثر اضافه‌شدن کانال میانی در فرایند اکستروژن در کانال‌های هم مقطع زاویه‌دار (ECAP) بر‌روی خواص مکانیکی و ریزساختار مس خالص است. به این منظور، سه قالب با زوایای داخلی 65، 75 و 90 درجه طراحی و ساخته شد و نمونه های مسی درون تمامی این قالب ها طی 4 پاس اکستروژن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی ریز ساختار مس نشان داد که با افزایش تعداد پاس اکستروژن، ساختار فلز مس در تمامی قالب ها از ابعاد میکرومتری به ابعاد نانومتری تبدیل شد. بیشترین کاهش ریز ساختار فلز مس مربوط به قالب با زاویه 65 درجه بود و کمترین آن نیز به قالب 90 درجه تعلق داشت. بررسی سختی قطعه کار نشان داد که مقدار سختی در سطح خارجی قطعه کار به دلیل اعمال نیرو و کرنش برشی بیشتر توسط بدنه قالب بر روی قطعه کار، افزایش چشمگیری نسبت به نمونه اولیه داشت سختی نمونه مسی پس از پاس چهارم در قالب های 90، 75 و 65 درجه به ترتیب 131، 138 و 141 برینل اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که با کاهش زاویه کانال قالب از 90، 75 و 65 درجه، استحکام کششی نهایی قطعات نهایی اکستروژن شده، به ترتیب 23، 29 و 31 درصد نسبت به ماده خام افزایش داشت.عمر خستگی نمونه ایکپ شده در قالب با زاویه 65 درجه بهبود 17 برابری داشت. همچنین قطعات ایکپ شده در قالب با زاویه 90 و 75 درجه بهبود عمر 14 و 15 برابری داشتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of the Effect of Equal Channel Angular Pressing Intermediate Canal of on the Mechanical Properties of Copper

نویسندگان [English]

  • Mohammaad reza Shafeie 1
  • Majid Elyasi 2
  • Morteza Hosseizadeh 3
  • Hamed Aghajani Derazkola 4
1 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University of Sari Branch, Sari, Iran
2 Member of Academic Staff
3 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University of Ayatollah Amoli Branch, Amol, Iran
4 Young Researchers and Elites Club, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The aim of this article is to investigate the effect of Equal Channel Angular Pressing (ECAP) intermediate on the mechanical and microstructure properties of pure copper. For this purpose, three molds with internal angles of 65, 75 and 90 degree were designed and made and copper samples were examined for all these molds during 4 passes of extrusion. The results of the investigation of copper microstructure showed that by increasing the number of extrusion passes, the structure of copper in all molds was changed from micrometer to nanometer. The greatest reduction in the microstructure of the copper metal was related to the mold with a 65 degree internal channel angle and the lowest was 90 °. The hardness changes of the workpiece showed that significant increase compared to the neat sample due to the more applied force and shear strain by the mold body. After the fourth pass extrusion measured hardness at 90, 75 and 65 degrees, where 141, 138 and 131 HB, respectively. The results of the tensile test showed that by decreasing the angle of the mold channel from 90, 75 and 65 degrees, the ultimate tensile strength of the final extruded parts increased by 23, 29 and 31 percent, respectively, relative to the raw material. The fatigue life of the ECAPed sample in the mold with an angle of 65 degrees had a 1700% improvement. ECAPed parts with a 90- and 75-degree angle improved lifetime by 1400 and 1500% times, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Equal Channel Angular Pressing
  • Intermediate Canal
  • copper
  • Mechanical properties
  • Microstructure