تحلیل عددی رفتار کرنش، تنش و دما در فورج گرم آچار فولادهای BD.۴۳CrMo۴_h و BD.Ck۴۵_h۲

انتخاب ماده مناسب در فرآیند فورج گرم ابزارهای دستی، به ویژه آچار، نقش تعیین کننده ای در کیفیت نهایی، دوام مکانیکی و عمر خستگی قطعه دارد. در این پژوهش، رفتار دو فولاد پرکاربرد صنعتی شامل فولاد آلیاژی BD.۴۳CrMo۴_h و فولاد کربنی–متوسط BD.Ck۴۵_h۲ در فرآیند فورج گرم آچار مورد بررسی و مقایسه عددی قرار گرفته است. فرض اصلی پژوهش بر این مبنا استوار است که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی اولیه مواد می تواند به تفاوت معنادار در توزیع کرنش پلاستیک، میدان دما، تنش معادل و کیفیت پرشدن قالب منجر شود. شبیه سازی فرآیند با استفاده از نرم افزار سیموفکت فورمینگ و بر پایه روش اجزای محدود انجام شد. هندسه واقعی آچار مدل سازی شده و بیلت اولیه به صورت پری فرم تک مرحله ای در نظر گرفته شد. تحلیل ها شامل بررسی توزیع کرنش پلاستیک موثر، تنش معادل، رفتار دمایی و میزان پرشدگی قالب تحت شرایط یکسان فرآیندی برای هر دو ماده بود. نتایج نشان داد که فولاد BD.۴۳CrMo۴_h با وجود تجربه تنش معادل بالاتر، توزیع یکنواخت تری از کرنش و تنش ارائه می دهد که منجر به کاهش تمرکز تنش، کنترل بهتر جریان ماده و کاهش احتمال بروز عیوبی نظیر تاخوردگی، هم پوشانی سطحی و عدم پرشدگی قالب می شود. همچنین این ماده پایداری دمایی بالاتری از خود نشان داده و پرشدگی قالب بهتری را فراهم می کند. اعتبارسنجی نتایج از طریق مقایسه با روندهای گزارش شده در مطالعات معتبر پیشین انجام شد. در مجموع، فولاد BD.۴۳CrMo۴_h به عنوان گزینه ای مناسب تر برای تولید آچار فورج شده با کیفیت بالا و عمر مفید طولانی تر معرفی می شود.

کلیدواژه ها:

فورج گرم ، شبیه سازی عددی ، کرنش پلاستیک موثر ، تنش معادل