چکیده

روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید برای دستیابی به ساختارهای نانو و یا فوق ریزدانه در مواد مورد استفاده قرار میگیرند و این مواد به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد و استحکام بالا اخیرأ مورد توجه زیادی قرار گرفتهاند. فرآیند پیچش تحت فشار بالا (HPT) یکی از روشهای موفق تغییر شکل پلاستیک شدید محسوب میشود که با حفظ ابعاد نمونه قبل و بعد از فرآیند، موجب دستیابی به ساختار فوقریزدانه و اصلاح خواص مکانیکی مواد میشود. در این پژوهش نمونههای آلیاژ منیزیم AZ31 تحت فرآیند پیچش با فشار بالا قرار گرفته و سپس تأثیر این فرآیند بر روی خواص مکانیکی و ریزساختار آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که پس از انجام فرآیند سختی و استحکام افزایش و دانهبندی بسیار ریز شده است.

واژههای کلیدی: تغییر شکل پلاستیک شدید، ساختارهای نانو، پیچش تحت فشار بالا، خواص مکانیکی، ریزساختار.

ص ف ح ه |

-۱ مقدمه :

در حال حاضر، تغییر شکل پلاستیک شدید (لآ(SPD به طور گسـتردهای بـرای اصـلاح سـاختار دانـهای مـواد فلـزی بـه محـدوده زیرمیکرومتر یا حتی نانومتر به رسمیت شناخته شده است و به دلیل بهبود خواص مکانیکی، فیزیکی، سایشی و … فلزات و آلیاژهـا از طریق ریز کردن دانهها توسط تولید و تکثیر نابجاییها مورد توجه محققین در حوزه علم مواد قرار گرفته است (والیو و همکاران، سال ۲۰۰۰، شماره صفحه .)۱۸۹-۱۰۳ پیچش تحت فشار بالا (لأ(HPT یکی از روشهای معروف و مؤثر در اصلاح دانه، تغییر شکل پلاستیکی شدید است که اولین بار توسط بریجمن و همکارانش در دهـه ۱۹۴۰ ارائـه گردیـد (خطیبـی و همکـاران، سـال ۰۲۰۲، شماره صفحه .)۲۷۸-۲۶۹ در طول فرآیند پیچش تحت فشار بالا نمونه در شکل یک دیسک نازک بین دو سـندان صـلب سـنگین قرار گرفته و تحت تنش فشاری قرار میگیرد. از طرفی سندان پایینی نسبت به سندان بالایی میچرخد و اصـطکاک تماسـی بـین نمونه و سندانها منجر به تغییر شکل پیچشی دیسک میشود. در شکل ۱ حفره اسپارک شده در دو سندان (فک) بالایی و پـایینی نشان داده شده است (فیگیوردو و همکاران، سال ۰۲۰۲، شماره صفحه ۵۷۶-۵۷۱، ژیلیا و همکـاران، سـال ۰۲۲۲، شـماره صـفحه .)۹۷۹-۸۹۳

شکل((۱ حفره اسپارک شده در دو سندان بالایی و پایینی

۱ Severe Plastic Deformation 2 High Pressure Torsion

ص ف ح ه |

مزیت اصلی فرآیند پیچش تحت فشار بالا، قابلیت آن برای اصلاح اندازه دانه فلزات به محـدوده زیـر میکرومتـر یـا نـانومتر اسـت. ساختار و خواص مکانیکی نمونه به شدت وابسته به میزان کرنش اعمالی در طول فرآیند است. معمولاً با افزایش کرنش، اندازه دانـه کاهش و استحکام افزایش مییابد (هال و همکاران، سال ۰۵۹۰، شماره صفحه .(۷۵۳-۷۴۷ کرنش اعمالی در فرآیند پیچش تحـت فشار بالا تحت شرایط جسم صلب ایدهآل معمولاً از رابطه زیر محاسبه میشود.

(۱)