بررسی تاثیر عملیات حرارتی و ارتعاشات آلتراسونیک در فرایند اکستروژن برشی ساده به منظور بهبود خواص مکانیکی نمونه‌های مس خالص

Abstract

در روش‌های تغییر شکل پلاستیک با اعمال کرنش‌های بالا به نمونه‌ها، بهبود خواص مکانیکی و ریز ساختاری حاصل می‌شود. در این پژوهش از روش اکستروژن برشی ساده به منظور بررسی خواص مکانیکی نمونه‌های مس خالص تجاری تحت عملیات حرارتی و ارتعاشات آلتراسونیک استفاده شده است. در بررسی عملیات حرارتی از سه نوع عملیات آنیل، تمپر و کوئینچ به کار گرفته شده است. همچنین به صورت مجزا از ارتعاشات آلتراسونیک با فرکانس تشدید تقریبی 20 کیلو هرتز و 2 دامنه‌ی 15 و 25 میکرومتر در فرایند SSE استفاده شد. نتایج نشان می‌داد که ارتعاشات آلتراسونیک تاثیر قابل قبول‌تری نسبت به عملیات حرارتی دارد، به طوریکه بالاترین مقادیر میکروسختی و استحکام نهایی در نمونه‌ های عملیات حرارتی به همراه SSE در نمونه ی FC+Q+SSE و در USSE با مقدار دامنه ی 25 میکرومتر به ترتیب 115.124 ویکرز و 412.434 مگاپاسگال گزارش داده شد. با مقایسه مقادیر میکروسختی و استحکام نهایی به‌ترتیب بهبود 8 و 5 درصدی در نمونه های USSE نسبت به نمونه های عملیات حرارتی به همراه SSE ثبت گردید. بیشرین کاهش نیرو نیز در هر دو روش عملیات حرارتی به همراه SSE و USSE در نمونه های FC+SSE و دامنه ی ارتعاشی 25 میکرومتر به ترتیب با مقادیر 14 و 12 کیلو نیوتن گزارش داده شد. روش USSE بدلیل کم کردن اصطکاک بین نمونه و کانال قالب، بخصوص منطقه ی تغییر شکل پلاستیک که کرنش بالایی به نمونه ها اعمال می کرد و از کارایی چشمگیری نسبت به روش عملیات حرارتی به همراه SSE برخوردار بود.