پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن

word
75
5 MB
32594
1393
کارشناسی ارشد
قیمت: ۷,۵۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن

    پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد M.Sc)) در رشته مکانیک

    گرایش ساخت و تولید

    چکیده

    در پژوهش حاضر با عنوان طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کربن دستیابی به روشی برای افزایش استحکام و مقاومت آلیاژ های فلزی مورد هدف ما بود. پژوهش مورد نظر در کارگاه تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی واحد جاسب به انجام رسید. بعد از طراحی و ساخت دستگاه ECAR اقدام به عبور ورق های فلزی تهیه شده طبق استاندارد STDA از قالب دستگاه گردید، نتایج بدین شرح گزارش شد که روش ECAR توانست در پاس های مختلف با کاهش ازدیاد طول و تغییرات دانه بندی فلز موجب افزایش استحکام تسلیم، استحکام نهایی و سختی گردید.

     

    کلمات کلیدی:

           دستگاه ECAR، فولاد کم کربن، پاس، استحکام تسلیم، نهایی سختی

     

     

     

    1-1- مقدمه

    مواد نانو ساختار دانه ریز تولید شده توسط فرایند های تغییر شکل پلاستیک شدید با اندازه دانه 10 تا 100 نانومتر اخیراً مورد توجه بسیاری از تحقیقات در زمینه علم مواد شده است. خواص مکانیکی مواد نانو کریستالی و یا دامنه های زیر میکرون به واسطه استحکام بالای غیر عادی و خواص سوپر پلاستیک در نرخ کرنش‌های بالا و دماهای پایین، خواص ضربه­ای، مقاومت سایشی خوب و حد خستگی بالا مورد توجه بسیار بوده است.

    روش‌های تغییر شکل پلاستیک باید برخی ملزومات را برآورده سازند. این ملزومات عبارتند از :

    1- مهم است که ساختار فوق ریز دانه با مرز دانه با زاویه بزرگ به دست آید؛ زیرا تنها در این صورت می‌تواند تغییر کیفی در خواص ماده ایجاد شود.

    2- تشکیل نانو ساختار یکنواخت در تمامی حجم نمونه به منظور ایجاد خواص پایدار، ضروری است.

    3- در عین حال که نمونه‌ها در معرض تغییر پلاستیک شدید می‌باشد، نباید هیچ‌گونه آسیب یا ترک مکانیکی داشته باشند.

    روش‌های رایج تغییر شکل پلاستیک شدید مانند نورد، فورج، اکستروژن و کشش عمیق نمی‌توانند این ملزومات را برآورده سازند.

    در حال حاضر اکثر نتایج به دست آمده مربوط به استفاده از دو روش SPD است : کرنش دهی پیچشی تحت فشار بالا و پرسکاری در کانال زاویه دار همسطح. اخیراً فرایندی به نام نورد در کانال‌های زاویه دار همسان که یکی از روش‌های آلترناتیو پرسکاری در کانال‌های زاویه دار همسطح است، ابداع شده است که توانسته است ملزومات روش‌های SPD را به خوبی برآورده سازد.

    در این فصل ابتدا به بررسی اجمالی انواع روش‌های تغییر شکل پلاستیک شدید اشاره شده و در ادامه به تحقیقات و پژوهش‌های انجام شده در مورد فرایند نورد در کانال‌های همسان زاویه دار پرداخته شده است.

    1-2- بیان مسأله

    از اهداف این تحقیق می توان به طراحی و ساخت دستگاه نورد در کانال های زاویه دار مساوی ECAR به منظور مطالعات آزمایشگاهی متغیرهای موثر در فرآیند و نیز ارائه راهکارهای مناسب بهینه سازی روش انجام آزمون ها، اشاره کرد..

    1-3- اهداف تحقیق

    در سال های اخیر، بررسی روش های تولید و خواص مکانیکی مواد با اندازه دانه بسیار ریز، موضوع بسیاری از تحقیقات انجام شده در زمینه علم مواد و علوم مرتبط با آن بوده است. تاکنون روش های مختلفی برای تولید مواد با اندازه دانه بسیار ریز ارائه شده و تحقیقات گسترده ای روی آن ها صورت گرفته است. روش های تولید این مواد را می توان به دوگروه کلی تقسیم بندی کرد. روش اول که تحت روش پایین به بالا (Bottom-Up Procedure) معرفی شده است، شامل فرآیندهایی نظیر آلیاژسازی مکانیکی، رسوب شیمیایی بخار و انجمادسریع می شود. این فرآیندها به طور گسترده برای تولید مقادیر زیاد پودرهای بسیار ریز (در حدود 10 تا 15 نانومتر) مورد استفاده قرار می گیرند. اما مشکل اصلی این فرآیندها تولید یک محصول نهایی از طریق پرس کردن این پودرهاست. تاکنون روش های مختلفی برای رفع این مشکلات پیشنهاد شده است اما هنوز تحقیقات برای پیداکردن روشی مناسب برای پرس پودرها و تولید محصول نهایی ادامه دارد. روش دوم برای تولید این نوع مواد که به نام روش بالا به پایین(Top-Down Procedure) شناخته می شود، شامل فرآیندهایی است که با اعمال کرنش های شدید پلاستیک در مواد فلزی باعث کاهش اندازه دانه ها تا مقیاس نانومتری می شوند. این روش، فرآیندهایی چون تغییرشکل پیچشی تحت فشار زیاد (HPT)، تغییرشکل در کانال های زاویه دار مساوی (ECAP)، فرآیند فشار و اکستروژن مساوی (CEC) و فرآیند نورد تجمعی (ARB) را دربر می گیرد. علاوه بر فرآیندهای مذکور، امروزه فرآیندهایی مانند تغییرشکل در قالب ECAP به وسیله نورد (ECAR)، فرآیند موج دار و صاف کردن متوالی (RCS) و فرِآیند فورج سیکلی در قالب بسته (CCDF) نیز برای اعمال کرنش های شدید پلاستیک پیشنهاد شده است. در حال حاضر فرآیند ECAR فقط در آزمایشگاه‌ها انجام می‌شود برای اینکه نیاز است که قطعه‌ها به طور دستی از قالب برداشته شود. اما برای کاربردهای صنعتی نیاز است که تکنیک‌های پیوسته قابل استفاده در این فرآیند ابداع و توسعه داده شوند. از اینرو در این تحقیق سعی خواهد شد پارامترهای تاثیر گذار در فرآیند ECAR شناسایی و دستگاه نورد به روش ذکر شده طراحی و ساخته شود. سپس پارامترهای فرآیند برروی خواص مکانیکی و ریزساختار قطعات دولایه جوش انفجاری شده استیل- آلومینیوم بررسی شود.

    1-4- تعریف کلید واژهای

    1) تغییر شکل پلاستیک شدید، یکی از روش‌های بدست آوردن میکرو ساختار کریستالی بسیار ریز در فلزات و آلیاژهای مختلف می‌باشد که از طریق آن‌ها می‌توان ساختارهای کریستالوگرافی متفاوتی را به دست آورد که باعث به وجود آمدن دانه‌هایی در مقیاس نانومتر در ساختار درشت اولیه می‌شود، در نتیجه آن بهبود خواص مکانیکی در فلزات مشاهده می‌شود.

    2) مواد نانومتری، موادی که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس ۱ الی ۱۰۰ نانومتر باشد، مواد نانویی یا نانو مواد خوانده می‌شوند. این مبحث در قالب موضوعات مربوط به نانوفناوری جای می‌گیرد. نانوفناوری، توانمندی تولید و ساخت مواد، ابزار و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در مقیاس نانومتری یا همان سطوح اتمی و مولکولی، و استفاده از خواصی است که در این سطوح ظاهر می شوند.

    3) خواص مکانیکی، شامل سختی، استحکام، مدول الاستیسیته و چقرمگی شکست می باشد که تعیین کنندهٔ رفتار مواد دربرابر نیروهای وارده هستند. چنانچه خواص مکانیکی قطعه‌ای با شکل و ترکیب مشخص مطابق با مقادیر مطلوب نباشد، به کمک تغییر در ترکیب ماده و به روشهای مختلفی مانند مکانیزم‌های استحکام‌دهی(ریزدانه کردن) می‌توان به مقدار مطلوب دست پیدا کرد.

    4) نورد در کانال های زاویه دار مساویECAR، یک روش تغییر فرم پلاستیک شدید بر روی ورق ها و نوارهای فلزی است که می تواند سبب ایجاد ساختار فوق ریزدانه در ماده شود. توسط این فرآیند می توان بدون تغییر در سطح مقطع قطعه و به صورت پیوسته، کرنشهای بزرگی را به ماده اعمال نمود و به ویژگیهای مناسب دست یافت.

    5) ورق های جوش انفجاری شده، جوشکاری فلزات غیرهمجنس از طریق روش های مرسوم همواره به صورت معضلی پیش روی صنایع مختلف قرار داشته است. زیرا از طرفی اختلاف در خواص فیزیکی مواد باعث ایجاد عیوب در فلز جوش و از طرف دیگر تشکیل ترکیبات مضر بین فلزی خواص مکانیکی اتصال را به شدت کاهش می دهد. از اینرو در سال های اخیر گرایش بیشتری نسبت به روش های جوشکاری حالت جامد ایجاد شده است. جوشکاری انفجاری یکی از انواع روش های جوشکاری حالت جامد می باشد که اساس آن را اتصال مکانیکی در مقیاس اتمی بین فصل مشترک دو فلز تشکیل می دهد. در این فرآیند به وسیله نیروی حاصل از انفجار یک ماده ی منفجره، دو سطح اتصال با سرعت زیاد به صورت مایل به هم برخورد می کنند و اتصال بسیار مناسبی را از منظر فیزیکی پدید می آورند.

     

    In this study the design and manufacturing process ECAR the effects on carbon steel sheets achieve a way to increase the strength and resistance of metal alloy was our target. Research Workshop of the University Jassib was done. After the design and manufacture of sheet metal ECAR prepared to pass the standard format STDA of the device, the results were reported as follows ECAR able to pass various ways by reducing the size metal increased elongation and changes in yield strength, ultimate strength and was tough.

     

    Keywords:

    ECAR system, low-carbon steel, passing, yield strength, Difficulty final.

  • فهرست و منابع پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن

    فهرست:

    فصل اول: مبانی تئوریک و عملی فراین

    1-1- مقدمه. 3

    1-2- بیان مسأله. 4

    1-3- اهداف تحقیق.. 4

    1-4- تعریف کلید واژهای.. 5

    فصل دوم: ادبیات موضوع و پیشینه تحقیق

    2-1- مقدمه. 7

    2-2- تغییر شکل پلاستیک شدید. 8

    2-3- فرایند های تجربی تغییر شکل پلاستیک شدید. 8

    2-3-1- فرایند پرس کاری با کانال‌های همسان زاویه دار( ECAP). 9

    2-3-2- روش فشار و اکستروژن متوالی (CEC). 11

    2-3-3- تغییر شکل پلاستیکی شدید پیچشی تحت فشار زیاد( HPT). 12

    2-3-4- فرایند کنگره ای محدود شده (CGP). 13

    2-4- فاکتور های عملی موثر در فرایند پرس کاری به کانال‌های همسان زاویه دار. 15

    2-4-1- تأثیر زاویه کانال (f). 16

    2-4-2- تأثیر زاویه انحنا (y). 19

    2-5- فرایند های پیوسته با ECAR.. 21

    2-6- فرایند نورد در کانالهای همسان زاویه دار(ECAR) 22

    2-6-1- تأثیر لقی در فرایند ECAR.. 23

    2-6-2- تأثیر فرایند ECAR بر فرم پذیری و ناهمسانگردی صفحهای ورق.. 25

    2-6-3- تأثیر فرایند ECAR بر روی رسوبات شیمیایی موجود در میکرو ساختار. 26

    2-6-4- تأثیر فرایند ECAR  بر روی ریز دانه شدن ذرات فریت و ناپدید شدن باند های فریت- پرلیت در نمونه فولادی... 28

    2-6-5- تحلیل و بررسی تغییر شکل انباشته شده در طی فرایند ECAR.. 29

    2-6-6- تأثیر تعداد پاسها و مسیر فرایند بر روی خواص مکانیکی و فیزیکی ورق در فرایندECAR.. 31

    2-7- جمع بندی.. 37

    فصل سوم: روش های آزمایشگاهی

    3-1- روش و طرح تحقیق.. 39

    3-2- مواد و لوازم مورد استفاده و فرآیند تحقیق.. 39

    3-3- نمونه و روش نمونه‌گیری.. 42

    3-4- ابزار گردآوری داده‌ها 42

    3-5- روش گردآوری داده‌ها (اطلاعات) 43

    3-6- روش تجزیه و تحلیل داده‌ها (اطلاعات) 43

    فصل چهارم: بحث و بررسی موضوع

    4-1-مقدمه. 45

    4-2- بررسی روند سختی در فولاد. 45

    4-3- بررسی نتایج مربوط به آزمایش ازدیاد طول. 46

    4-4- بررسی روند تغییرات استحکام تسلیم در فولاد. 47

    4-5- بررسی روند تغییرات در استحکام نهایی فولاد. 47

    4-6- اثر دستگاه بر دانه بندی ماده اولیه. 48

    فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

    5-1- نتیجه گیری.. 51

    5-2- پیشنهادات... 52

    5-3- محدودیت های پژوهش.... 52

    منابع. 54

    ضمائم.. 56

    منبع:

     

    J.-C. Lee, H.-K.Seok, J.-Y. Suh (2002), “Microstructural evolutions of the Al strip preparedby cold rolling and continuous equal channel angular pressing“, Acta Materialia 50 4005– 4019.

    C.Y. Nam, J.H. Han, Y.H. Chung, M.C. Shin (2003), “Effect of precipitates on microstructural evolution of 7050 Al alloysheet during equal channel angular rolling”, Materials Science and Engineering A347 253-/257.

    Jong-Woo Park, Jin-Won Kim, Young-Hoon Chung (2004), “Grain refinement of steel plate by continuous equal-channelangular process”, Scripta Materialia 51 181–184.

    Young Hoon Chung, Jong woo Park1, Kyong Hwan Lee(2006) ,”An Analysis of Accumulated Deformation in the Equal Channel Angular Rolling (ECAR) Process”, Metals and Materials International, Vol. 12, No. 4  289-292.

    Yong Qi Cheng, Zhen Hua Chen, Wei Jun Xia(2007) ,”Drawability of AZ31 magnesium alloy sheet produced by equalchannel angular rolling at room temperature”, Materials Characterization 58  617–622.

    Yong Qi Cheng, Zhen Hua Chen, Wei Jun Xia, Tao Zhou(2007) , “Effect of channel clearance on crystal orientation development in AZ31 magnesium alloy sheet produced by equal channel angular rolling”, Journal of Materials Processing Technology 184  97–101.

    Yong Qi Cheng, Zhen Hua Chen, Wei Jun Xia(2007) ,”Effect of crystal orientation on the ductility in AZ31 Mg alloysheets produced by equal channel angular rolling”, J Mater Sic 105-109.

    F.Z. Hassani, M. Ketabchi(2010) ,”Nano grained AZ31 alloy achieved by equal channel angular rolling process”, Materials Science and Engineering A Volume 528 6426-6431.

    Asiyeh Habibi, Mostafa Ketabchi, Mohammad Eskandarzadeh(2011) ,”Nano-grained pure copper with high-strength and high-conductivity producedby equal channel angular rolling process”, Journal of Materials Processing Technology 1085–1090.

    Langdon T.G., Furukawa M., Nemoto M. and Horita Z. (2000) , “Refining Grain Size through Severe Plastic Deformation,” JOM 30-33.

    Valiev R.Z., Krasilnikov N.A., Tsenev N.K., Mat(1991) ., “Plastic deformation of alloys with a submicron-grained structure” Sci. Eng A 35-40.

    Zhu Y.T., Lowe T.C., Jiang H., Huang J(2001).., ”Method for producing ultrafine-grained materials using repetitive Corrugation and Straightening”, U.S. Patent No.6197129 B1,

    Zrnik J., Drnek J., Cieslar M., Novy Z. (2006) , Metallic Materials, 24-26.

    Zrnik J., Kovarik T., Cieslar M., Kraus L., J. of Mat. Sci (2008).

    Nakashima K, Horita Z, Nemoto M, Langdon TG(1998) ,” Influence of channel angle on the development of ultrafine grains in equal-channel angular pressing”, Acta Material 46-1589.

    Yamaguchi D, Horita Z, Nemoto M, Langdon TG(1999) ,” Factors Affecting Grain Refinement in Equal-Channel Angular Pressing”,Scripta Mater  41-791.

    Balasundar I, Sudhakara Rao M, Raghu T(2009) ,”Equal channel angular pressing die to extrude a variety of materials”, Materials and Design 30 1050–1059.

    Chakkingal U, Suriadi AB, Thomsen PF, Scripta Mater 1998,Chakkingal U, Suriadi AB, Thomsen PF(1998). Scripta Mater 39- 677.

    Utsunomiya H, Hatsuda K, Sakai T, Saito Y (2004),” Continuous grain refinement of aluminum strip by conshearing”, Mater Sci Engng A 199–206.

    Green D. J Inst Metals,” Continuous extrusion-forming of wire sections”, J. Inst. Metals 100-295.

    Han J.H., Suh J.Y., Lee K.K., J.C(2008) ,”Evaluation of formability and planer anisotropy based on textures in aluminum alloys processed by a shear deformation process “, Materials Science and Engineering A 107-120.

     



تحقیق در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, مقاله در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, پروپوزال در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, تز دکترا در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, پروژه درباره پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, گزارش سمینار در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن, رساله دکترا در مورد پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه ECAR به منظور بررسی اثرات فرآیند بر روی ورق های فولاد کم کربن

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس