موضوع مقاله: نورد مقاطع منیزیم | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # نورد مقاطع منیزیم | مقدمه: در این روش قطعه از بین دو غلتک موازی، که محور دوران آن‌ها عمود بر محور قطعه می‌باشد، برای تغییر شکل و تبدیل به پروفیل با سطح مقطع ثابت عبور می‌کند. | ## بخش 1: نورد مقاطع منیزیم | تبدیل قطعه خام به پروفیلی با سطح مقطع موردنظر، پس از چند مرحله عملیات نورد مقاطع صورت می‌گیرد. نورد مقاطع آلیاژهای منیزیم چگالی پایین و استحکام ویژه بالای آلیاژهای منیزیم باعث شده‌است که این آلیاژها در صنایعی همچون خودروسازی، هوافضا، صنایع ساخت و ساز و… بیشتر مورد توجه قرارگیرند. از طرفی پایین بودن استحکام مکانیکی و پایین بودن شکل‌پذیری این آلیاژها، مانع استفاده از آنها در مقیاس‌های بزرگ می‌شود. در ساختار کریستالی منیزیم که به صورت HCP می‌باشد، نسبت C/a برابر با ۱٫۶۲ می‌باشد که باید با روش‌های مختلف این نسبت را کاهش دهیم تا آلیاژ منیزیم توان شکل‌پذیری داشته باشد. دو روش، عمدتاً توسط محققین برای افزایش استحکام آلیاژهای منیزیم پیشنهاد شده‌است: افزودن عناصر آلیاژی به ویژه عناصر کمیاب زمین(rare-earth). به‌کارگیری فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید همچون ECAP , ARB محدودیت‌های ابعادی در روش‌های تغییر شکل پلاستیک شدید و عدم توانایی انجام فرایند به صورت مداوم، منجر به این شده‌است که به فکر روش‌های دیگری برای افزایش استحکام منیزیم باشیم. تغییرات خواص مکانیکی در این آلیاژها در مقیاس ریزساختار مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌است، همچون ریزشدن دانه‌ها، دوقلویی و رفتار شکست. در این آزمایش لی از آلیاژ AZ31 با ضخامت ۵۰میلی‌متر، استفاده کرده‌است که تحت نورد گرم قرار گرفته‌اند. میله‌هایی به طول ۸۰ میلی‌متر و قطر ۲۶میلی‌متر که عملیات حرارتی شده‌اند، تحت مطالعه و بررسی قرار گرفته‌اند. | ## بخش 2: نورد مقاطع منیزیم | نمونه آزمایش در ابتدا به گونه ای است که محورc دانه‌های آلیاژ، عمود بر راستای نورد قرار گرفته‌است و پس از هر پاس نورد، میله را به اندازه ۹۰ درجه برخلاف عقربه‌های ساعت می‌چرخانیم. در این فرایند گرمای ایجاد شده در بین نوردها را حذف می‌کنیم تا از تبلور مجدد دانه‌ها جلوگیری شود. مقادیر ε_M کرنش را در هر پاس اندازه‌گیری می‌کند و مقادیر ε_R با فرمول زیر محاسبه می‌شود. همان‌طور که در این نمودار مشخص است، در این فرایند روند بهبود خواص کششی آلیاژ منیزیم در اثر ریز شدن دانه‌ها اتفاق می‌افتد. در این تحقیق، لی نشان داد که در مقاطع دایره ای کرنش پلاستیکی تجمعی مؤثر در مرکز سطح مقطع اتفاق می‌افتد. در این آزمایش پس از هر پاس نورد، قطعه به اندازه ۹۰ درجه سانتی گراد چرخانده می‌شود. عملیات نورد ۵ یا ۶ پاس می‌باشد و در هر پاس سطح مقطع به اندازه ۱۰ درصد کاهش پیدا می‌کند و هر میله‌ها قبل از انجام نورد تا دمای معینی گرم می‌شوند و پس از صورت گرفتن عملیات نورد، قطعه نورد شده با استفاده از آب کوئنچ می‌شود. در ادامه نموداری از این تحقیق استخراج شده‌است که در آن اندازه دانه‌ها در بلوک نوردشده در دماهای مختلف نشان داده شده‌است. در ادامه تحقیقات تریپاثی و همکاران، ویژگی‌های مکانیکی قطعات نوردشده در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته‌است. | ## بخش 3: نورد مقاطع منیزیم | شکل زیر نمودار تنش-کرنش نمونه آزمایش را در دمای اتاق و همچنین در دماهای نوردشده نشان می‌دهد. همان‌طور که در نمودار زیر نشان داده شده‌است، بیشترین کرنش در دمای ۶۲۳کلوین اتفاق افتاده‌است. همان‌طور که نشان داده شده‌است برای یکdσ/dε مشخص مقادیر تنش با افزایش دما کاهش پیدا می‌کند. طبق این نمودار بیشترین استحکام تسلیم و استحکام نهایی در دمای ۵۷۳ کلوین رخ خواهد داد. بر اساس این نمودار شکل‌پذیری قطعه در دمای K623 و K723 نسبت به دماهای پایین‌تر، زیاد است. بر اساس نمودارهای استخراج شده توسط تریپاثی و همکاران، ویزگی‌های مکانیکی قطعه نورد شده در دمای ۵۷۳کلوین نسبت به ویژگی‌های مکانیکی قطعات نوردشده در دماهای دیگر، بهتر است. وقتی بلوک‌ها در دمای بالاتر از دمای ۵۷۳کلوین، نورد می‌شوند، در ریزساختار آنها تبلورمجدد دینامیکی انفاق می‌افتد و استحکام تسلیم نسبت به حالت اولیه دو برابر شده‌است. از این رو، افزایش استحکام تسلیم وابسته به ریزشدن اندازه دانه‌ها و بافت کریستالی است. | ## جمع‌بندی | شکل‌پذیری آلیاژ منیزیم در دمای بالا می‌تواند بهبود یابد، اما این موضوع مستلزم کاهش استحکام می‌باشد.