مقایسه تجربی نمودار حد شکل‌دهی و تغییرات فاز آلیاژ Ti-6AL-4V در روش‌های شکل‌دهی نموی گرم و شکل‌دهی نموی گرم به کمک ارتعاشات فراصوت

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2025.477192.2005
چکیده

روش شکل‌دهی نموی گرم الکتریکی یک روش جدید شکل‌دهی ورق فلزی برای مواد با شکل‌پذیری کم مانند آلیاژهای منیزیم و تیتانیوم است. برخی عیوب در روش شکل‌دهی نموی گرم الکتریکی از جمله کیفیت پایین سطح، پارگی غیرمنتظره ورق و اکسیداسیون قطعات ساخته شده وجود دارد. این عیوب استفاده گسترده‌ی این روش را محدود کرده است. در این پژوهش از ارتعاشات فراصوت ابزار در فرایند شکل‌دهی نموی گرم الکتریکی برای ورق‌های Ti-6Al-4V استفاده شده است. این ارتعاشات منجر به کاهش قابل توجه ضریب اصطکاک و بهبود کیفیت سطح قطعه کار شده است. همچنین ترکیبی از ارتعاشات مکانیکی و گرما دمای تبدیل فاز α را به فاز شکل پذیرتر β به دمای 600 درجه سانتی گراد کاهش داد و شکل‌پذیری ورق Ti-6Al-4V را بهبود بخشید. در این تحقیق، کرنش‌های کششی و فشاری مختلفی با ساخت هندسه‌های گوناگونی مانند مخروط، هرم‌ناقص، هذلولی و پنج پره ایجاد شد. این کرنش‌ها برای مقایسه نمودار حد شکل‌دهی در دو روش شکل‌دهی نموی گرم با کمک ارتعاشات فراصوت و روش معمول (بدون کمک ارتعاشات فراصوت) استفاده شدند. برای شناسایی شرایط بهینه به منظور ایجاد بزرگترین کرنش‌ها از طراحی آزمایش و تحلیل واریانس استفاده شد. همچنین عوامل موثر با روش سطح پاسخ بهینه شدند. سپس کرنش‌های اصلی در محورهای اول و دوم در دیاگرام حد شکل‌دهی برای هر دو روش مقایسه شدند. این نتایج نشان داد که کرنش‌های به‌دست‌آمده در روشی که به کمک ارتعاشات فراصوت انجام شده بود تا حدود 25% بیشتر از آن‌هایی هستند که با فرایند بدون کمک ارتعاشات فراصوت ایجاد شده‌اند.