بررسی تجربی و عددی بهبود خواص و نانو ساختار کردن آلومینیوم با روش تغییر شکل شدید مکانیکی (CGP)

خواص مکانیکی بهینه و دستیابی به سازه هایی با وزن پایین واستحکام بالا از اهداف فناوری مواد با ساختار بسیار ریز (نانو ساختار) می باشد. روش تغییر شکل پلاستیک شدید در قالب شیاردار محدود شده، در سالهای اخیر بعنوان یک روش جدید مطرح شده است و سادگی فرآیند و قابلیت بالای آن برای تولید ورق های فلزی با ساختارهای نانو باعث توجه بیشتر محققان به این فرآیند شده است. در این پژوهش روش پرس در قالب شیاردار محدود شده، به منظور بهبود خواص مکانیکی و ریز ساختار آلومینیوم 1100 مورد استفاده قرار گرفته شده است. جهت ارزیابی ریزساختار حاصله از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و تفرق اشعه ایکس، و برای مطالعه تاثیر این فرآیند بر روی خواص مکانیکی از آزمون کشش و سختی سنجی استفاده شده است. نتایج بدست آمده از آزمون کشش و سختی سنجی افزایش چشم گیر استحکام و سختی را نشان می دهد، وتحلیل نتایج آنالیز اشعه ایکس توسط روش ویلیامسون - هال بیان می کند که بعد از پاس چهارم، اندازه سلول های ورق کار شده به 627 نانومتر کاهش یافته است. تصاویر تهیه شده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی تاثیر بسیار زیاد این فرآیند را ریزدانه نمودن ساختار آلومینیوم به خوبی نشان می دهد. در نهایت امر جهت تعیین توزیع کرنش در حین فرآیند و توزیع تنش حاکم، فرآیند مذکور در نرم افزار المان محدود شبیه سازی و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفت که روند مشاهده شده در نتایج شبیه سازی تطابق خوبی را با نمونه های تهیه شده در آزمایشگاه، نشان می داد. بطور کلی نتایج بدست آمده در این تحقیق، قابلیت فرآیند پرس در قالب شیاردار محدود شده را در تولید ورق هایی با ساختار ریزدانه و خواص مکانیکی مطلوب به اثبات می رساند