مطالعه تاثیر فرآیند اکستروژن شعاعی- مستقیم- غیرمستقیم در تغییرات ریزساختاری و استحکام مکانیکی آلیاژ منیزیم AM60 با روشهای تجربی و شبیه‌سازی اجزای محدود میکرومکانیکی اتومات سلولی

در تحقیق حاضر، فرایند اکستروژن شعاعی-مستقیم-غیرمستقیم یک قطعه اتصالی فنجانی شکل از جنس آلیاژ منیزیم AM60 مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول مطالعات تجربی، نمونه‌های استوانه‌ای توپر اولیه منیزیم AM60 آماده‌سازی شده و در مجموعه قالب ساخته شده قرار گرفت و توسط سنبه‌ای از بالا به داخل مجموعه قالب فشره شد. در گام بعدی، نمونه‌های اکسترود شده جهت مطالعات تغییرات ریزساختاری و مکانیکی آماده‌سازی گردید. مشاهدات میکروسکوپی نشان داد که در انتهای فرایند بیشترین تغییرات اندازه دانه از مقدار ~75μm اولیه به مقدار ~7μm در نمونه‌های اکسترود شده اتفاق افتاد. همچنین بیشترین مقدار میکروسختی ویکرز نیز در همان منطقه از مقدار اولیه ~56Hv به مقدار ~88Hv افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون کشش تک محوری نشان داد که استحکام تسلیم و حداکثر نمونه‌های اکسترود شده از مقادیر اولیه به ترتیب ~93MPa و ~230MPa به ~142.6MPa و ~290.3MPa افزایش یافت. تحول بافت کریستالی، کاهش اندازه دانه و خرد شدن فازهای یوتکتیک در آلیاژ AM60 از دلایل عمده افزایش انعطاف‌پذیری نمونه‌های اکسترود شده از 10% به 13.4% می‌باشد. در ادامه و جهت مطالعه بیشتر فرایند، روش شبیه‌سازی عددی ماکرو و میکرومکانیک توسط مدلسازی اتومات سلولی جهت پیش‌بینی تحول ریزساختار بکار گرفته شد. نتایج حاصله از مشاهدات ریزساختاری از روش شبیه‌سازی مطابقت خوبی با مشاهدات تجربی داشت. در انتها، تاثیر پارامترهای موثری مانند ضریب اصطکاک، ضخامت گپهای شعاعی و کناری و شعاع گوشه قالب بر تغییرات مقادیر سختی، اندازه دانه و نیروی حداکثر شکل‌دهی بررسی گردید.

Keywords:

اکستروژن شعاعی- مستقیم- غیرمستقیم , منیزیمAM60 , شبیه‌سازی اجزای محدود , اتومات سلولی