"اکستروژن برشی ساده" به عنوان یک روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید جهت تولید مواد حجیم نانو ساختار

هدف از این تحقیق ارائه و بررسی دقیق یک روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید می باشد. روش ارائه شده بر مبنای اکستروژن مستقیم می باشد که در طی آن نمونه بصورت "برش ساده" تغییر شکل یافته و کرنش می بیند. در نتیجه، این روش "اکستروژن برشی ساده" نامگذاری شده است .علاوه بر این، چهار مسیر متفاوت برای انجام این روش ارائه و بررسی گردید. پیش از طراحی و ساخت قالب و انجام بررسی های آزمایشگاهی این فرایند، آنالیز اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار abaqus انجام پذیرفت. در این شبیه سازی، رفتار تغییر فرم ماده، نیروی لازم جهت انجام فرایند، توزیع کرنش و اثر پارامترهایی همچون اعمال مقادیر مختلف فشار پشتی بررسی شد و مشخص گردید که اعمال فشار پشتی مناسب برای انجام کامل فرایند الزامی می باشد. همچنین در نمونه های تولید شده به این شیوه، مقادیر کرنش بصورت شعاعی از مرکز نمونه به سمت کناره ها کاهش می یابد. پس از ساخت قالب، فرایند مذکور بر روی نمونه هایی از جنس آلومینیم و مس اجرا شد. نمونه های حاصل شده از مراحل و مسیر های مختلف این روش، مورد بررسی های مکانیکی چون آزمایش فشار تک محوری و آزمایش میکروسختی سنجی قرار گرفتند. بررسی میزان متوسط کرنش نمونه ها طی یک مرحله از فرایند، با استفاده از آزمایش فشار دوتایی انجام گرفت. بررسی های ریزساختاری نیز با استفاده از میکروسکوپ نوری انجام پذیرفت. نتایج حاصله از بررسی های مکانیکی و ساختاری هماهنگی خوبی با نتایج شبیه سازی نشان می دهند. بررسی تغییرات اندازه دانه و دانسیته نابجایی با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش پراش پرتو اشعه ایکس صورت گرفت. نتایج آزمایش ها حاکی از بهبود قابل مقایسه خواص مکانیکی ماده پس از انجام این فرایند و کاهش قابل توجه اندازه دانه می باشند بطوری که پس از انجام 10 مرحله از این فرایند، اندازه دانه نمونه ها از متوسط اولیه 250 میکرومتر به حدود 100 نانو متر کاهش نشان داد. بطور کلی، این روش قابلیت ایجاد نمونه هایی با کرنش های بالا، بر مبنای تجمع کرنش ها در طی پاس های متوالی را دارا می باشد و نهایتاً می توان با اعمال آن روی نمونه ها طی چندین پاس متوالی، به ماده ای با اندازه دانه بسیار ریز با خواص برتر دست یافت.