ارائه‌ی یک سیستم روانکاری نوین جهت بهبود خواص مکانیکی تیتانیوم فوق‌ریزدانه تولید شده به روش پرس‌کاری گرم در کانال‌ همسان زاویه‌دار

Abstract

در این پژوهش، پرس‌کاری گرم تیتانیوم خالص درجه 2 در کانال همسان زاویه‌دار یا ایکپ مورد مطالعه قرار گرفت. طراحی جدید قالب با زاویه کانال °90 مشکل جریان ناخواسته‌ی فلز بین دو کفه‌ی قالب، افزایش شدید نیرو و گیرکردن قطعه را برطرف کرده است. پس از سعی و خطا، مشخص شد بهترین مکانیزم روان‌کاری، استفاده هم‌زمان فویل مس و روان‌کار مولیبدن دی‌سولفاید است. در این شرایط عملیات ایکپ در دمای C°260 تا چهار مرحله با موفقیت انجام شد. بر روی نمونه‌های موفق، آزمون کشش اجرا و مشخص شد پس از چهار مرحله پرسکاری، استحکام کششی نهایی %57 افزایش و کاهش سطح مقطع تنها %14 افت داشته است. در نهایت با کم کردن دمای فرآیند و استفاده از سیستم روان‌کاری مناسب، استحکام کششی نهایی به 799 مگاپاسکال رسید که از مقادیر گزارش شده در پژوهش‌های مشابه بیشتر است. بررسی ریزساختار و رفتار شکست تیتانیوم ایکپ شده، به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام و نتایج نشان داد اندازه دانه نمونه از مقدار متوسط اولیه nm 18385 پس از 4 مرحله ایکپ به nm 729 رسید. همچنین تصاویر مقطع شکست پس از چهار مرحله ایکپ، ایجاد حفره‌های ریز، کم عمق و با توزیع یکنواخت‌ را که نشان‌دهنده‌ی همگن‌‌شدن ساختار است، مشخص نمود.