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

چکیده مقاله

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.