مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

تحلیل مبتنی بر شبیه‌سازی فرایند فورج و تأثیر آن بر خواص مکانیکی پره‌های توربین از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
10.22034/ijme.2026.592222.2207
چکیده
آلیاژ Ti‑6Al‑4V به‌دلیل برخورداری از استحکام بالا، چگالی کم، مقاومت مناسب در برابر خستگی و پایداری حرارتی مطلوب، یکی از پرکاربردترین آلیاژهای تیتانیوم در صنایع مختلف از جمله هوافضا، پزشکی و غیره به‌شمار می‌رود. عملکرد مکانیکی مطلوب این آلیاژ به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای به ریزساختار نهایی و شرایط فرایندهای شکل‌دهی وابسته است. در این پژوهش، رفتار مکانیکی پره‌ی فورج‌شده از جنس آلیاژ Ti‑6Al‑4V تحت بارگذاری کششی با تمرکز بر تحلیل پارامترهای فرایند فورج مورد بررسی قرار گرفت. عملیات فورج در دو راستای طولی و عرضی انجام شد و نمونه‌های آزمون کشش مطابق با استانداردهای مربوطه از نواحی فورج‌شده انتخاب شدند. خواص مکانیکی شامل تنش تسلیم و استحکام کششی نهایی، در دمای محیط و با نرخ کرنش ثابت ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که نمونه‌های فورج‌شده در راستای طولی دارای تنش تسلیم ۹۹۳٫۱ مگاپاسکال و استحکام کششی نهایی ۱۰۰۳٫۴ مگاپاسکال هستند. این مقادیر در مقایسه با نمونه‌های فورج‌شده در راستای عرضی حدود ۵٫۹ درصد افزایش را نشان می‌دهند که بیانگر تأثیر قابل‌توجه جهت فورج بر هم‌راستایی ریزساختار، توزیع کرنش و درنهایت بهبود عملکرد مکانیکی پره‌های ساخته‌شده از آلیاژ Ti‑6Al‑4V است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Simulation-based analysis of the forging process and its effect on the mechanical properties of turbine blades made of Ti-6Al-4V alloy

نویسندگان English

Abbas Abbasian 1
Hossein Rahimi Asiabaraki 1
Mohammad Mehdi Rabiei 2
Ehsan Mohammadi 1
1 Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
2 Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده English

The Ti-6Al-4V alloy is considered one of the most widely used titanium alloys in various industries, including aerospace, medicine, and others, due to its high strength, low density, suitable fatigue resistance, and desirable thermal stability. The desirable mechanical performance of this alloy is largely dependent on the final microstructure and the conditions of the forming processes. In this study, the mechanical behavior of a forged Ti-6Al-4V blade under tensile loading was investigated with a focus on the analysis and optimization of forging process parameters. The forging operation was performed in both longitudinal and transverse directions, and tensile test specimens were extracted from the forged regions in accordance with the relevant standards. Mechanical properties, including yield strength and ultimate tensile strength, were evaluated at room temperature and under a constant strain rate. The results indicated that specimens forged in the longitudinal direction exhibited a yield strength of 993.1 MPa and an ultimate tensile strength of 1003.4 MPa. These values represent an approximately 5.9% increase compared with those of the specimens forged in the transverse direction, demonstrating the significant effect of forging direction on microstructural alignment, strain distribution, and ultimately the enhanced mechanical performance of Ti-6Al-4V alloy blades.

کلیدواژه‌ها English

Forging
Mechanical Properties
Titanium Alloys
Simulation
Turbine Blade

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 شهریور 1405