بررسی برگشت فنری تیتانیم خالص تجاری فوق ریزدانه در آزمون خمکاری سه نقطه ای

پرسکاری در کانال های هم مقطع زاویه دار (ECAP) یکی از موثرترین فرایندها جهت تولید مواد با ساختارهای فوق ریزدانه و نانوکریستال می باشد. تیتانیم خالص تجاری از خود زیست سازگاری عالی نشان می دهد. لذا پتانسیل بالایی برای استفاده به عنوان بایومواد دارد. استحکام استاتیکی و دینامیکی پایین، یکی از نقاط ضعف این ماده محسوب می گردد. این عیب می تواند با اعمال فرایند ECAP بر آن برطرف گردد. یکی از حساس ترین پارامترها در فرایند شکل دهی ورقی و حجمی، پدیده ی جبران الاستیک در حین باربرداری یا برگشت فنری است. این پدیده به تغییرات نامطلوب ابعادی و هندسی در محصول نهایی منجر می شود و باید تا حد امکان مرتفع گردد. در این مطالعه تیتانیم خالص تجاری گرید ۲، در دمای محیط تا سه گذر تحت فرایند ECAP با زاویه کانال ۱۳۵ درجه قرار گرفت. آنالیز میکروساختاری و آزمون های استاتیکی کشش و خمش سه نقطه ای روی تیتانیم اولیه و ECAP شده تا ۳ گذر انجام شد. ارزیابی میکروساختاری نشان داد که با اعمال فرایند ECAP، ساختار درشت دانه به فوق ریزدانه تکامل می یابد. همچنین آزمون های مکانیکی اثبات کرد که اعمال فرایند ECAP، استحکام استاتیکی را به میزان چشمگیری افزایش می دهد. بررسی برگشت فنری بعد از اعمال خمش سه-نقطه ای روی نمونه های اولیه و ECAP شده به دو روش تجربی و شبیه سازی اجزا محدود با استفاده از نرم افزار Abaqus، نشان داد که با اعمال گذر های بالاتر ECAP، بر میزان برگشت فنری افزوده می شود. لذا این نقطه ضعف باید در تولید محصولات دارای خم ساخته شده از مواد ECAP شده، لحاظ شود و طراحی های لازم جهت رفع پدیده ی برگشت فنری در محصول نهایی صورت گیرد.

کلیدواژه ها:

Commercially Pure Titanium ، Equal channel angular pressing ، Static strength ، Three-point bending ، Springback ، تیتانیم خالص تجاری ، پرسکاری در کانال های هم مقطع زاویه دار ، استحکام استاتیکی ، خمکاری سه نقطه ای ، برگشت فنری