بررسی تغییرات فازی در فرایند فورج ایمپلنت مفصل ران از جنس Ti-۶Al-۴V

در این تحقیق تغییرات فازی در فرایند فورج ایمپلنت مفصل ران از جنس آلیاژ تیتاتیوم Ti-۶Al-۴V مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از آزمایش فشار داغ منحنی های تنش – کرنش Ti-۶Al-۴V در دماهای ۸۰۰، ۹۰۰، ۹۵۰ و ۱۰۰۰ درجه سلسیوس و با نرخ کرنش های ۰۱/۰، ۱/۰ و ۱ بر ثانیه تا کرنش ۵/۰ بدست آمدند. برای شبیه سازی ریزساختار درآهنگری Ti-۶Al-۴V، معادلات شکلگیری ریزساختار بر مبنای متغیر های فرایند آهنگری استخراج شدند. به این منظور آزمایش Dta برای بررسی چگونگی و نقاط شروع و پایان انتقال های فازی و آنالیز پراش اشعه ایکس جهت شناسایی و تعیین فازهای مختلف طراحی و اجرا گردید. بر مبنای داده های بدست آمده معادلات شکل گیری ریزساختار استخراج گردید. با وارد کردن معادلات شکلگیری ریزساختار به نرم افزار شبیه سازی دفرم، عملیات آهنگری و خنک کاری شبیه سازی شد و تغییرات فازی با کار تجربی مقایسه و صحت سنجی شد. در ادامه شبیه سازی فرایند فورج ایمپلنت مفصل ران در دمای فورج آلفا-بتا، ۹۵۰ درجه سانتیگراد و نرخ کرنش ۱۰ سانتی گراد بر ثانیه و نرخ خنک کاری ۱۰ سانتی گراد بر ثانیه انجام پذیرفت. بررسی ها نشان داد که میزان فاز آلفای نهایی از هسته و مرکز جسم به طرفین کاهش می یابد. و میزان فاز بتا از هسته به طرفین افزایش می یابد. در مجموع نقاطی که تجمع فاز آلفا هست، مقدار فاز بتا کمتری وجود دارد.

Keywords:

مفصل مصنوعی ران , شبیه سازی عددی , تغییرات فازی , آلیاژ Ti-۶Al-۴V