بررسي تجربي اثر كانال واسط در فرآيند اكستروژن با كانال هاي هم مقطع زاويه دار بر روي خواص مكانيكي مس

هدف از اين مقاله، بررسي اثر اضافه‌شدن كانال مياني در فرايند اكستروژن در كانال‌هاي هم مقطع زاويه‌دار (ECAP) بر‌روي خواص مكانيكي و ريزساختار مس خالص است. به اين منظور، سه قالب با زواياي داخلي 65، 75 و 90 درجه طراحي و ساخته شد و نمونه هاي مسي درون تمامي اين قالب ها طي 4 پاس اكستروژن مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج حاصل از بررسي ريز ساختار مس نشان داد كه با افزايش تعداد پاس اكستروژن، ساختار فلز مس در تمامي قالب ها از ابعاد ميكرومتري به ابعاد نانومتري تبديل شد. بيشترين كاهش ريز ساختار فلز مس مربوط به قالب با زاويه 65 درجه بود و كمترين آن نيز به قالب 90 درجه تعلق داشت. بررسي سختي قطعه كار نشان داد كه مقدار سختي در سطح خارجي قطعه كار به دليل اعمال نيرو و كرنش برشي بيشتر توسط بدنه قالب بر روي قطعه كار، افزايش چشمگيري نسبت به نمونه اوليه داشت سختي نمونه مسي پس از پاس چهارم در قالب هاي 90، 75 و 65 درجه به ترتيب 131، 138 و 141 برينل اندازه گيري شد. نتايج حاصل از آزمون كشش نشان داد كه با كاهش زاويه كانال قالب از 90، 75 و 65 درجه، استحكام كششي نهايي قطعات نهايي اكستروژن شده، به ترتيب 23، 29 و 31 درصد نسبت به ماده خام افزايش داشت.عمر خستگي نمونه ايكپ شده در قالب با زاويه 65 درجه بهبود 17 برابري داشت. همچنين قطعات ايكپ شده در قالب با زاويه 90 و 75 درجه بهبود عمر 14 و 15 برابري داشتند.

The aim of this article is to investigate the effect of Equal Channel Angular Pressing (ECAP) intermediate on the mechanical and microstructure properties of pure copper. For this purpose, three molds with internal angles of 65, 75 and 90 degree were designed and made and copper samples were examined for all these molds during 4 passes of extrusion. The results of the investigation of copper microstructure showed that by increasing the number of extrusion passes, the structure of copper in all molds was changed from micrometer to nanometer. The greatest reduction in the microstructure of the copper metal was related to the mold with a 65 degree internal channel angle and the lowest was 90 °. The hardness changes of the workpiece showed that significant increase compared to the neat sample due to the more applied force and shear strain by the mold body. After the fourth pass extrusion measured hardness at 90, 75 and 65 degrees, where 141, 138 and 131 HB, respectively. The results of the tensile test showed that by decreasing the angle of the mold channel from 90, 75 and 65 degrees, the ultimate tensile strength of the final extruded parts increased by 23, 29 and 31 percent, respectively, relative to the raw material. The fatigue life of the ECAPed sample in the mold with an angle of 65 degrees had a 1700% improvement. ECAPed parts with a 90- and 75-degree angle improved lifetime by 1400 and 1500% times, respectively.