مطالعه تاثیر فرآیند اکستروژن شعاعی- مستقیم- غیرمستقیم در تغییرات ریزساختاری و استحکام مکانیکی آلیاژ منیزیم AM60 با روشهای تجربی و شبیه سازی اجزای محدود میکرومکانیکی اتومات سلولی

در تحقیق حاضر، فرایند اکستروژن شعاعی-مستقیم-غیرمستقیم یک قطعه اتصالی فنجانی شکل از جنس آلیاژ منیزیم AM60 مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول مطالعات تجربی، نمونه های استوانه ای توپر اولیه منیزیم AM60 آماده سازی شده و در مجموعه قالب ساخته شده قرار گرفت و توسط سنبه ای از بالا به داخل مجموعه قالب فشره شد. در گام بعدی، نمونه های اکسترود شده جهت مطالعات تغییرات ریزساختاری و مکانیکی آماده سازی گردید. مشاهدات میکروسکوپی نشان داد که در انتهای فرایند بیشترین تغییرات اندازه دانه از مقدار ~75μm اولیه به مقدار ~7μm در نمونه های اکسترود شده اتفاق افتاد. همچنین بیشترین مقدار میکروسختی ویکرز نیز در همان منطقه از مقدار اولیه ~56Hv به مقدار ~88Hv افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون کشش تک محوری نشان داد که استحکام تسلیم و حداکثر نمونه های اکسترود شده از مقادیر اولیه به ترتیب ~93MPa و ~230MPa به ~142.6MPa و ~290.3MPa افزایش یافت. تحول بافت کریستالی، کاهش اندازه دانه و خرد شدن فازهای یوتکتیک در آلیاژ AM60 از دلایل عمده افزایش انعطاف پذیری نمونه های اکسترود شده از 10% به 13.4% می باشد. در ادامه و جهت مطالعه بیشتر فرایند، روش شبیه سازی عددی ماکرو و میکرومکانیک توسط مدلسازی اتومات سلولی جهت پیش بینی تحول ریزساختار بکار گرفته شد. نتایج حاصله از مشاهدات ریزساختاری از روش شبیه سازی مطابقت خوبی با مشاهدات تجربی داشت. در انتها، تاثیر پارامترهای موثری مانند ضریب اصطکاک، ضخامت گپهای شعاعی و کناری و شعاع گوشه قالب بر تغییرات مقادیر سختی، اندازه دانه و نیروی حداکثر شکل دهی بررسی گردید.