امروزه نیاز روز افزون صنایع، پیشرفت تکنولوژی، تنوع و تعدد طرح ها، مهندسین را به سمت تولید موادی با قابلیت های ویژه معطوف گردانده است. یک دسته از این مواد، کامپوزیت ها می باشند که مهمترین مزیت آنها امکان ایجاد تلفیقی از خواص مورد انتظار می باشد. همین امر سبب گشته است تا کامپوزیت ها کاربرد های متنوعی را در زمینه های مختلفی مانند صنایع دفاعی، نظامی، هوافضا و.... یابند. با این حال خواص مطلوب کامپوزیت ها در ازای کاهش انعطاف پذیری و چقرمگی این مواد حاصل می گردد. بنابراین با انتخاب فلز زمینه و فاز دوم مناسب (از نظرشکل، اندازه و کسر حجمی) می توان کامپوزیت هایی با خواص مطلوب را تولید کرد. در این تحقیق به بررسی خواص مکانیکی ورقهای کامپوزیتی al/sicp و عوامل موثر بر آن پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا شمش کامپوزیت al/sicp به روش ریخته گری گردابی با افزودن درصدهای متفاوتی از پودر کاربید سیلیسیم (سه درصد مختلف) به مذاب آلومینیم خالص تولید گردید. شمش های تهیه شده به روش نورد گرم تا ضخامت 1 میلی متر با درصد کاهش سطح مقطع متوسط 5/11% در هر پاس نورد کاهش ضخامت داده شدند. جهت برسی خواص مکانیکی تست های سختی سنجی، کشش تک محوری و محاسبه پارامتر ناهمسانگردی انجام گردید. مقدار پارامتر ناهمسانگردی (r)بوسیله انجام تست کشش در جهت های 45،0و90 درجه نسبت به جهت نورد تعیین شد. به منظور بررسی فرم پذیری کشایی از تست اریکسون (erichson test) استفاده گردید. مطالعات ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری نشان می دهد، توزیع مناسبی از ذرات کاربید سیلیسیم در زمینه آلومینیومی بواسطه استفاده از زمان و سرعت همزدن مناسب حاصل گردیده است. با افزایش کسر حجمی ذرات کاربید سیلیسیم سختی، استحکام تسلیم و استحکام نهایی کامپوزیت افزایش یافته و درصد ازدیاد طول کاهش می یابد. پارامتر ناهمسانگردی نیز تابعی از درصد کاربید سیلیسیم بوده و با افزایش آن تا 5% به کمترین مقدار خود رسیده و بواسطه آن فرم پذیری ورق کامپوزیتی al/sicp کاهش یافته است. واژه های کلیدی : ورق کامپوزیتی al/sicp ، نورد گرم ، فرم پذیری ، ناهمسانگردی

اکستروژن پیچشی (te) به عنوان یکی از روش های توسعه یافته و نویدبخش spd (تغییرشکل پلاستیک شدید) شناخته می شود که با اکسترود کردن یک نمونه ی شمشه ای از میان یک قالب با یک مسیر پیچی شکل انجام می شود. در تحقیق حاضر، از قالب اکستروژن پیچشی با زاویه پیچش 30 درجه استفاده شد و ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 6063 قبل و بعد از فرایند te بررسی گردید. به دلیل ثابت بودن ابعاد اصلی قطعه کار بعد از انجام فرایند، امکان تکرار اکسترود تا پاس های بالاتر وجود داشت. نتایج به دست آمده حاکی از آن بود که te با تحمیل کرنش های بزرگ بر نمونه، منجر به اصلاح ریزساختار و بهبود خواص مکانیکی می شود، بدین ترتیب که متوسط اندازه ی دانه از 11 میکرون در نمونه ی آنیل شده به 130 نانو در نمونه ی بعد از 16 پاس رسید. همچنین با افزایش تعداد پاس ها، استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی نمونه ها افزایش یافته و ازدیاد طول یکنواخت و ازدیاد طول نهایی تا شکست آن ها بعد از کاهش نسبی تا پاس های میانی، تقریباً ثابت باقی ماند. بنابراین امکان دسترسی به مواد با استحکام و شکل پذیری بالا از طریق این فرایند میسر می شود. رفتار سختی نمونه های te شده نیز تقریباً مشابه رفتار استحکام تسلیم و کششی ماده بوده با این تفاوت که در پاس های بالای 8 پاس، از میزان سختی نمونه ها در نواحی کناری آن ها کاسته می شود.

در سال های اخیر فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید به عنوان یک روش موثر به منظور تولید فلزات با ساختار فوق العاده ریزدانه مورد توجه زیادی قرار گرفته است. فرآیند اتصال نورد انباشتی(arb) به عنوان یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، یک فرآیند نورد چندمرحله ایست که منجر به تولید ورق های فلزی با استحکام بالا و ساختار بسیار ریزدانه با ابعاد نانومتری می شود. در این تحقیق 13 سیکل فرآیند arb در دو حالت بدون عملیات حرارتی بین سیکلی و با عملیات حرارتی بین سیکلی بر روی ورق آلومینیوم خالص تجاری (aa1050) انجام شد. در ادامه تغییرات ریزساختار قطعه طی سیکل های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، که در سیکل های پایانی انجام فرآیند ورقی با ساختار فوق العاده ریزدانه با ضخامت دانه هایی در حد ابعاد نانومتری به دست می آید. همچنین با انجام آزمون کشش تک محور در سه جهت نورد (rd) ، جهت عرضی (td) و زاویه ی o45 نسبت به جهت نورد، تغییرات استحکام و میزان افزایش طول ورق طی سیکل های مختلف اندازه گیری شد و مورد تحلیل قرار گرفت. با افزایش تعداد سیکل های فرآیند استحکام قطعه افزایش می-یابد؛ اما درصد افزایش طول آن پس از یک افت سریع در سیکل اول، در ادامه به تدریج افزایش می یابد. همچنین با انجام آزمون میکروسختی در طول ضخامت ورق، چگونگی تغییرات میکروسختی در جهت ضخامت و در طی سیکل های مختلف فرآیند بررسی شد. توزیع سختی در طول ضخامت ورق arb شده یکنواخت است، به جز مناطق زیر سطحی که به دلیل وجود کرنش برشی باقیمانده ناشی از اصطکاک بین ورق و غلتک، سختی در این مناطق کمی بیشتر است. در پایان فرآیند arb توسط نرم افزار تحلیل اجزای محدود abaqus شبیه سازی شد و تغییرات خواص مکانیکی قطعه طی فرآیند مورد بررسی قرار گرفت.

چکیده تاثیر فرایند تغییر شکل شدید فورج چند محوری(mdf) بر روی ریز ساختار و تغییرات اندازه کریستالایت آلیاژ 2024al بررسی شد. بدین منظور، زمان بهینه پیرسازی آلیاژ توسط تغییرات سختی بر حسب زمان پیرسازی بدست آمد و نمونه ها بعد از عملیات حرارتی مناسب، تحت فورج چند محوری در دماهای گوناگون قرار گرفتند. از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) به همراه آنالیزکننده تفرق انرژی(eds)، برای شناسایی فازهای رسوبی آلیاژ تحت فورج چند محوری استفاده شد. رسوبات موجود در ساختار به دو دسته تقسیم بندی گردید،رسوبات قابل انحلال در دمای c°497و غیر قابل انحلال که عمدتا رسوبات حاوی آهن می?باشند. انجام فورج چند محوری در دماهای گوناگون و عملیات حرارتی های متفاوت نشان داد که پیرسازی در دمای c° 290 به مدت 1 ساعت و سپس فورج چند محوری در دمای c°300 ، بیشترین قابلیت پذیرش فورج چند محوری را دارا می باشد؛ بنایراین به عنوان شرایط بهینه برای بررسی های ریز ساختاری استفاده شد. اندازه کریستالایت توسط تفرق اشعه ایکس(xrd) بعد از 3 پاس فورج چند محوری در دمای اتاق و 6 پاس فورج چند محوری دردمای c°300 برابر 283/132 نانومتر بدست آمد و تغییرات خواص فشاری و سختی آلیاژ نشان می دهد که در اثر فورج چند محوری در دمای c°300، تخلیه عناصر محلول اتفاق افتاده و سبب کاهش شدید سختی و استحکام می?شود.????????????????????????

فرآیند اکستروژن زاویه ای در کانال های هم مقطع (ecap) یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید است که برای رسیدن به مواد با دانه های بسیار ریز بدون تغییر ابعاد نمونه استفاده می شود. در تحقیق حاضر فرایند ecap برای آلیاژ 5754al تا 8پاس (کرنش معادل 9.2)توسط قالب با زاویه برخورد 90 درجه و زاویه ی انحنای بیرونی 20 درجه با استفاده از مسیر bc انجام شده است. بدین منظور از بیلت های آلیاژ 5754al با سطح مقطع 100 میلیمتر مربع و طول 100 میلیمتر استفاده شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نمونه ها ی آلیاژ 5754 al ecap شده ، از آزمون کشش تک محور و سختی سنجی استفاده شده است .نتایج نشان دادند که فرآیند ecap منجر به ریز شدن چشمگیر اندازه دانه ها و افزایش خواص مکانیکی آلیاژ می شود. پس از پاس اول ، سختی نمونه ها به حدود دو برابر نمونه ی اولیه رسیده و سپس به تدریج افزایش می یابد. همزمان با افزایش استحکام کششی نمونه ها در فرایند ecap ، درصد ازدیاد طول نمونه ها کاهش می یابد. استحکام دهی آلیاژها با روش پیرسختی، برای آلیاژهایی که حد حلالیت فاز ثانویه در فاز زمینه، با کاهش دما، کم می شود روش معمولی و موثری است.در این تحقیق از فرایند ecap به منظور انجام کار سرد بر روی آلیاژ 7075 al استفاده شد. بدین صورت که بر روی بیلت های آلیاژ 7075al بعد از عملیات محلول سازی یک پاس ecap انجام شد و سپس تحت عملیات پیر سازی قرار گرفتند. همچنین تاثیر فرایند ecap قبل از محلول سازی نیز مورد بررسی قرار گرفت. عملیات مربوط به پیر سازی به دو روش انجام شد. روش اول پیر سازی در دمایc°180 و روش دوم پیر سازی در دمایc°120. نتایج نشان می دهد فرایند ecap موجب کاهش چشمگیر در زمان رسیدن به بیشینه سختی ناشی از رسوب سختی و همچنین افزایش سختی و استحکام کششی نسبت به نمونه های رسوب سختی شده بدون انجام فرآیند ecap می شود. همچنین انجام عملیات پیر سازی در دمای c°120 سبب افزایش بیشتر در بیشینه سختی می شود ولی زمان رسیدن به بیشینه سختی در روش پیر سازی در محدوده ی دماییc°180 سریع تر است.

شبیه سازی فرآیندهای شکل دهی ورق به خاطر هزینه بالای مواد و ساخت قالب، که طراحی آنها هنوز بر مبنای روش سعی و خطا می باشد، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. آباکوس از جمله پرکاربردترین نرم افزارهایی است که بر مبنای المان محدود توسعه یافته و توانایی حل مسایل پیچیده و غیر خطی را دارد. در این تحقیق برای شبیه سازی فرآیند کشش عمیق آلیاژ بخصوصی از برنج (30/70)، از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده گردید. اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی از طریق منابع مرجع و آزمایشات عملی بدست آمد. منحنی جریان و پارامتر آنیزوتروپی ورق مورد استفاده توسط آزمایش کشش ساده تک محور و منحنی حد شکل دهی (fld) نیز توسط آزمایش اریکسون بدست آمد. برای ارزیابی تغییرات عرض نمونه در آزمایش کشش (جهت محاسبه کرنش عرضی ورق) و همچنین محاسبه میزان تغییرات کرنش کمینه و بیشینه در آزمایش اریکسون، از شیوه عکس برداری و تحلیل تصاویر دیجیتال توسط نرم افزار image j، بهره گرفته شد. برای شبیه سازی فرآیند از معیار ناهمسانگردی هیل و همچنین برای شبیه سازی شکست در نمونه های کشش عمیق از معیار آسیب fld استفاده شد. در نهایت برای اعتبار سنجی نتایج حاصله از شبیه سازی، آزمایش کشش عمیق بر روی ورق برنج انجام گرفت. در آزمایش کشش عمیق اثر پارامترهای اندازه اولیه نمونه، میزان روانکاری و سرعت حرکت پانچ بر منحنی نیرو- جابجایی پانچ مورد بررسی قرار گرفت.

به منظور بررسی خصوصیات و خواص مواد لازم است تا ساختار اتمی و میکروسکوپی آنها مورد مطالعه قرار گیرند. اساسا" خصوصیات فیزیکی یا مکانیکی به طور مستقیم از ساختار اتمی و ریز ساختار ماده تاثیر می پذیرند [1]. بررسی خصوصیات در مقیاس اتمی به صورت تئوری عموماً در حوزه علم فیزیک قرار دارد اما بررسی ریز ساختار و مکانیک شکست مواد به طور عمده موضوع مطالعه متالوژیست هاست. مطالعه خصوصیات و ساختار مواد با هم ما را قادر به ساخت موادی با خصوصیات بهتر و یا متفاوت می کند. با افزایش آگاهی در زمینه خصوصیات ساختار و ترکیب مواد امکان طراحی بهتر فراهم می گردد [2]. فرآیند تولید و عملیات گرمایی بر روی خواص مواد اثر می گذارند [3]. فرآیند تولید و ساخت باعث ایجاد نظم جدیدی در ساختار اتمی شده که ازآن طریق نیز می توان ساختار مواد را از دید اتمی یا میکروسکوپی تغییر داد. هر یک از فرآیندهای تولید مانند انجمادشمش، اصلاح مکانیکی، زینتر و اتصالات باعث ایجاد خواص جدیدی در مواد می گردند [2]. از جمله فرآیند ها در تولید محصولات واسطه و نهایی ریخته گری پیوسته و شکل دادن فلزات می باشند. مقایسه قطعات تولیدی از این دو روش از دید اقتصادی و متالوژیکی همواره توجه طراحان و متالوژیست-ها را به خود معطوف داشته است. در حال حاضر پیشرفت های بسیاری که در زمینه متالورژی و شکل دهی فلزات صورت گرفته است منجر به این شده که قطعات ریخته گری شده بسیاری بوسیله قطعات شکل دهی شده جایگزین گردند [5و4]. یکی از روش های شکل دهی که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است روش های تغییر شکل پلاستیک شدید (spd ) است. در پژوهش حاضر در فصل دوم مروری تقریبا" اجمالی بر فرآیند های متداول و معروف spd انجام شده است ولی توضیح و تفضیل بیشتر به فرآیند te –روش مورد تحقیق پژوهش حاضر- اختصاص داده شده و همچنین به معرفی آلیاژ مورد استفاده پرداخته شده است. در فصل سوم به تشریح چگونگی انجام فرآیند اکسترژن پیچشی بر روی برنج 30-70 و همچنین به بررسی روند شبیه سازیه فرآیند پرداخته شده است. در فصل چهارم کلیه نتایج حاصل از ریزساختار، تست های ریز سختی و کشش مورد مطالعه قرار گرفته و در انتها نتایج شبیه سازی با نتایج عملی بدست آمده و همچنین نتایج مستخرج از مقالات مقایسه گردیده است. در فصل پنجم به نتیجه گیری و بیان پیشنهاداتی به منظور انجام کار های بیشتر در این پروسه پرداخته شده است.