بررسی تجربی استحکام کششی، سختی و ریزساختار و شبیه‌سازی اجزاء محدود نمونه تیتانیوم ساخته شده با روش ترکیبی سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای و اکستروژن برشی ساده

نوع مقاله : پژوهشی کامل

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

2 گروه مهندسی مواد، دانشکده مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

در این تحقیق نمونه تیتانیوم با استفاده از روش سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای ساخته و در دمای اتاق با روش اکستروژن برشی ساده تحت فرآیند تغییرشکل پلاستیک شدید قرار گرفت. تأثیر سینترینگ پلاسما، آنیل و فرآیند تغییرشکل پلاستیک شدید بر تکامل ریزساختاری و خواص مکانیکی بررسی و سپس فرآیند اکستروژن توسط نرم‌افزار دیفرم از طریق روش اجزای محدود شبیه‌سازی شد. نتایج شبیه‌سازی تطابق خوبی را با آزمایشات تجربی نشان داده است. برای انتقال شکست ترد به شکست نرم جهت سهولت شکل‌دهی، نمونه‌ تولیدی به مدت 5 ساعت و در دمای 800 درجه سلسیوس و تحت گاز محافظ آرگون آنیل شدند. استحکام کششی نمونه‌ در مرحله سینترینگ 612 مگاپاسکال ثبت شد که این عدد بعد از آنیل 8/17 درصد کاهش و بعد از یک پاس اکستروژن 9/29 درصد افزایش داشته که تاثیر بالای تغییرشکل‌‌ پلاستیک شدید بر استحکام نمونه تیتانیوم را نشان می‌دهد. همچنین سختی نمونه‌ در مرحله سینترینگ به عدد 373 ویکرز رسیده است که بعد از آنیل 8/16 درصد کاهش و بعد از یک پاس اکستروژن 7/10 درصد افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات