اصول نرم شدن در مواد تغییر شکل یافته به کمک عملیات اولتراسونیک

تحقیقات زیادی نشان می دهد که ارتعاشات فراصوتی تاثیرات فیزیکی و مکانیکی متنوعی مانند ریزدانه شدن ساختار، کاهش اصطکاک زمینه برای حرکت نابجایی ها، ایجاد خاصیت نرم شوندگی، افزایش هم زمان استحکام و داکتیلیتی به همراه حذف تنش های باقیمانده درونی، روی فلزات و آلیاژها دارد. یکی از مهمترین تاثیرات این ارتعاشات، ایجاد خاصیت نرم شوندگی است که به آن نرم شوندگی فراصوتی یا رفتار آکوستوپلاستیک گویند. بر اساس این خاصیت، با اعمال ارتعاش فراصوتی در حین تغییرشکل ماده، تنش سیلان به طور ناگهانی کاهش پیدا می کند و پس از قطع ارتعاشات، تنش مجددا به سرعت به سطح استاتیک و عادی خود بازمی گردد. با استفاده از این خاصیت، می توان از این ارتعاشات در فرآیندهای تولیدی مختلفی مانند شکل دهی فلزات، جوشکاری فلزات، تغییرشکل پلاستیک شدید و بهبود خواص مکانیکی مواد بهره جست. مکانیزم های مختلفی برای توضیح پدیده نرم شدنی ارائه شده که از جمله آن می توان به کاهش اصطکاک زمینه برای حرکت نابجایی ها، برهم نهی تنش، افزایش تحرک نابجایی ها، ادغام و کاهش چگالی نابجایی ها اشاره کرد. بسیاری از این مکانیزم ها تنها در شرایط خاص و برای موادی با ساختار بلوری مشخص صدق می کنند و فاقد توضیحی جامع هستند. در این مقاله برخی از مهمترین پژوهش های انجام گرفته در این حوزه مورد بررسی قرار گرفته و یک دسته بندی از انواعاثرات مشاهده شده ارتعاشات فراصوتی روی برخی از مهمترین فلزات ارائه شده است.

Keywords:

عملیات اولتراسونیک , نرم شوندگی , مهندسی ریزساختار , تغییر شکل پلاستیک , خواص مکانیکی