بررسی شکل پذیری تیتانیم خالص تجاری در فرآیند پرسکاری در کانالهای زاویه دار با مقاطع همسان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی ارومیه

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

ریز کردن اندازه دانه تا محدوده زیر میکرون بااستفاده از روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید از موثرترین مکانیزم های استحکام دهی فلزات و آلیاژها محسوب می شود. با این حال فلزات با قابلیت شکل پذیری پایین مانند تیتانیم در جریان اعمال تغییر شکل دچار ترک خوردگی و شکست می شوند. لذا تلاشها برای تحمیل کرنش پلاستیک سنگین به آنها که از ملزومات ریز شدن اندازه دانه است عموما موفقیت آمیز نیست. در تحقیق حاضر تیتانیم خالص تجاری تحت فرآیند پرسکاری در کانالهای زاویه دار با مقاطع همسان قرار گرفت. به منظور بهبود شکل پذیری، زاویه کانال قالب بازتر از مقدار رایج◦90 یعنی ◦105 در نظر گرفته شد و اثردما (300، 250، 200 درجه سانتیگراد)،سرعت پرس (10، 1، 1/0 و 01/0 میلیمتر بر ثانبه ) و ریز ساختار اولیه بر شکل پذیری تیتانیم بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با کاهش سرعت پرس، شکل پذیری تیتانیم بهبود می یابد. همچنین استفاده از زاویه کانال بزرگتر امکان کاهش دمای فراوری را به اندازه ◦C150 نسبت به تحقیقات انجام شده قبلی فراهم می آورد به گونه ای که میله های تیتانیم در این تحقیق در دمای ◦C250 تا 10 پاس سالم و بدون ترک خوردگی فرآوری شدند. علاوه بر آن، دیده شد که ریز ساختار اولیه هم محور نسبت به ریز ساختار لایه ای شکل پذیری بسیار بهتری از خود نشان می دهد. مشاهدات با میکروسکوپ نوری از ریز ساختار میله های فراوری شده حاکی از آن است که ترکها از نواحی تمرکز کرنش جوانه زده و رشد پیدا می کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of formability of commercially pure titanium in equal channel angular pressing process

نویسندگان [English]

  • kaveh hajizadeh 1
  • Beitallah Eghbali 2
1 Department of Material Engineering/ Urmia university of technology
2 Faculty of Materials Science and Engineering, Sahand University of Technology
چکیده [English]

Grain size refining down to sub-micrometer range using severe plastic deformation methods is known as an effective strengthening mechanism in metals and alloys. However, metals with low formability such as titanium are subjected to cracking and fracture when they are severely deformed. As a result, attempts to impose intense plastic strain to them which is essential for grain refinement are generally not successful. In the present study commercially pure titanium was severely deformed by equal channel angular pressing. In order to enhance the formability, a larger channel of 105˚ was selected instead of common angle of 90˚and the effect ECAP temperature (300, 250, and 200 ˚C), pressing speed (10, 1, 0.1, 0.01 mm/s), and the initial microstructure on the formability of titanium was investigated. The results indicate that by lowering the pressing speed the formability is improved. Also, the use of a larger channel angle provides the possibility of reducing the processing temperature by 150 ˚C compared to previous researches, such that the titanium bars were processed at a temperature of 250 ˚C safely and without cracking up to 10 passes. Moreover, it was seen that the initial equiaxed microstructure shows much better formability than lamellar one. Light microscopy observations of the microstructure of the processed bars indicate that cracks nucleate and grow from the regions in which the material experienced higher amounts of strain.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Commercially pure titanium
  • ECAP
  • Formability
  • Pressing speed
  • Initial microstructure