مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

بررسی قابلیت تولید لوله جدار نازک استحکام بالای منیزیمی توسط فرایند اکستروژن شعاعی-پس رونده به عنوان یک روش تغییر شکل مومسان شدید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 مهندسی ساخت و تولید، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز
2 گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز
10.22034/ijme.2026.583291.2181
چکیده
در این پژوهش، قابلیت تولید لوله‌های جدار نازک با ریزساختار ریزدانه و استحکام بالا از آلیاژ منیزیم AZ91 به‌وسیله فرایند اکستروژن شعاعی–پس رونده به‌عنوان یک روش تغییر شکل مومسان شدید مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی تحقیق، ارزیابی امکان تولید لوله‌های منیزیمی با استحکام بالا و ریزساختار پالایش‌یافته از طریق اعمال کرنش‌های مومسان تجمعی زیاد بود. بررسی‌های تجربی شامل آزمون کشش، میکروسختی ویکرز، مطالعات متالوگرافی و تحلیل سطوح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. همچنین، به‌منظور تحلیل رفتار جریان ماده و توزیع کرنش مومسان ، شبیه‌سازی عددی فرایند با استفاده از نرم‌افزار DEFORM و مدل صلب– مومسان صورت گرفت. نتایج نشان داد که اعمال کرنش‌های شدید مومسان در طی فرایند موجب وقوع تبلور مجدد دینامیکی و کاهش قابل توجه اندازه دانه‌ها از حدود μm 130در نمونه اولیه به حدود μm 6 در محصول نهایی گردید. افزایش میزان کرنش مومسان مؤثر تا حدود 3/9 سبب بهبود چشمگیر خواص مکانیکی نمونه‌های اکسترود شده شد؛ به‌طوری‌که استحکام کششی و سختی نمونه‌ها نسبت به حالت اولیه افزایش یافت و رفتار شکست از حالت ترد بین‌دانه‌ای به شکست شکل پذیر همراه با حفره‌های ریز و یکنواخت تغییر کرد. نتایج توزیع سختی و کرنش مومسان نیز نشان داد که همگنی خواص در راستای طول لوله بیشتر از راستای ضخامت آن است. علاوه بر این، بررسی پارامترهای فرایندی نشان داد که افزایش ضریب اصطکاک و کاهش ضخامت نهایی لوله منجر به افزایش کرنش‌های مومسان و تشدید ریزدانه شدن ریزساختار می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Feasibility of Producing High-Strength Thin-Walled Magnesium Tubes by the Radial–Backward Extrusion Process as a Severe Plastic Deformation Method

نویسندگان English

Nima Mahdavi saeadatlu 1
Hossein Jafarzadeh 2
1 Department of Manufacturing,, Tabriz branch, Islamic Azad University.
2 Mechanical engineering department, Islamic Azad university, Tabriz branch, tabriz, Iran.
چکیده English

In this study, the capability of producing thin-walled high strength fine-grained magnesium tubes using the radial–backward extrusion process as a severe plastic deformation (SPD) technique was investigated. The main objective of this research was to evaluate the feasibility of manufacturing high-strength magnesium tubes with a refined microstructure through the application of large accumulated plastic strains. Experimental investigations included tensile testing, Vickers microhardness measurements, metallographic observations, and fracture surface analysis using scanning electron microscopy (SEM). In addition, finite element simulation was performed using DEFORM software to analyze material flow behavior and plastic strain distribution during the process. The results indicated that the application of severe plastic deformation during the process led to dynamic recrystallization and a significant reduction in grain size from approximately 130 μm in the initial material to nearly 6 μm in the final product. The effective plastic strain increased up to about 3.9, resulting in considerable improvement in the mechanical properties of the extruded samples. Yield strength and ultimate tensile strength, as well as hardness, increased significantly compared with the initial condition, while the fracture behavior changed from brittle intergranular fracture to a ductile fracture characterized by fine and uniformly distributed dimples. The hardness and strain distributions also demonstrated that the homogeneity of properties along the tube length was greater than that across the wall thickness. Furthermore, the investigation of process parameters showed that increasing the friction coefficient and decreasing the final tube thickness led to higher plastic strain levels and enhanced grain refinement. Keywords: Radial-indirect

کلیدواژه‌ها English

Radial-indirect extrusion
AZ91 magnesium
thin walled tube

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 مرداد 1405