Ảnh hưởng của Tốc độ Biến dạng lên Hành Vi Cơ Học của Hợp Kim Al-Mg Dưới Dòng Điện Pulsa

Daniel Dobras1, Zbigniew Zimniak1, Maciej Zwierzchowski1, Mateusz Dziubek2
1Department of Metal Forming, Welding and Metrology, Wrocław University of Science and Technology, Wrocław, Poland
2Department of Automotive Engineering, Wrocław University of Science and Technology, Wrocław, Poland

Tóm tắt

Việc gia công hỗ trợ điện có nhiều ưu điểm đối với các quy trình gia công của hợp kim kim loại thông qua việc sửa đổi vi cấu trúc nhờ dòng điện. Tuy nhiên, ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên những thay đổi này và giá trị thực sự của sự sụt giảm ứng suất vẫn chưa được xác định rõ ràng. Nghiên cứu này phân tích tác động của tốc độ biến dạng lên ứng suất chảy, tính dẻo của vật liệu và vi cấu trúc cho kéo hỗ trợ điện của hợp kim nhôm 5754-H111. Ba tốc độ biến dạng khác nhau (0.0025, 0.01 và 0.04 s−1) đã được áp dụng dưới tác động của dòng điện pulsing. Nghiên cứu cho thấy khi tốc độ biến dạng giảm, có sự gia tăng trong biến dạng kỹ thuật. Hiệu ứng này được giải thích nhờ quá trình cứng hóa theo chu kỳ và quá trình hồi phục dưới tác động của dòng điện pulsing. Nghiên cứu cũng chỉ ra khả năng xác định giá trị thực sự của sự sụt giảm ứng suất, xảy ra khi có dòng điện pulsing được áp dụng trong quá trình kéo. Cuối cùng, việc áp dụng các xung điện đã dẫn đến sự gia tăng có ý nghĩa trong tính dẻo của vật liệu. Kính hiển vi điện tử truyền qua và nhiễu xạ điện tử ngược được sử dụng để xác định những thay đổi về vi cấu trúc. Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng dòng điện pulsing cho phép thay đổi mô hình dislocation và sự tiêu diệt của nó, kết quả từ quá trình phục hồi động.

Từ khóa

#Hợp kim Al-Mg #tốc độ biến dạng #dòng điện pulsing #tính dẻo #vi cấu trúc #cứng hóa theo chu kỳ

Tài liệu tham khảo

S. Toros, F. Ozturk, and I. Kacar: J. Mater. Process. Technol., 2008, vol. 207, pp. 1–2. S.M. Mirfalah-Nasiri, A. Basti, and R. Hashemi: Int. J. Mech. Sci., 2016, vol. 117, pp. 93–101. W.A. Salandro and J.T. Roth: Proc. ASME Int. Manuf. Sci. Eng. Conf. 2009, MSEC2009, 2009, vol. 2, pp. 599–608. M.V.N.V. Satyanarayana, A. Kumar, V.K.S. Jain, R. Kumar, and S. Mishra: Arch. Civ. Mech. Eng., 2023, vol. 23, pp. 1–16. H.R. Dong, X.Q. Li, Y. Li, Y.H. Wang, H.B. Wang, X.Y. Peng, and D.S. Li: Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2022, vol. 120, pp. 7079–99. J.H. Roh, J.J. Seo, S.T. Hong, M.J. Kim, H.N. Han, and J.T. Roth: Int. J. Plast., 2014, vol. 58, pp. 84–99. H.J. Jeong, M.J. Kim, J.W. Park, C.D. Yim, J.J. Kim, O.D. Kwon, P.P. Madakashira, and H.N. Han: Mater. Sci. Eng. A, 2017, vol. 684, pp. 668–76. B.H. Xing, T. Huang, K.X. Song, L.J. Xu, N. Xiang, X.W. Chen, and F.X. Chen: J. Mater. Res. Technol., 2022, vol. 21, pp. 1128–40. S.T. Hong, Y.H. Jeong, M.N. Chowdhury, D.M. Chun, M.J. Kim, and H.N. Han: CIRP Ann. Manuf. Technol., 2015, vol. 64, pp. 277–80. J.Y. Liu and K.F. Zhang: Mater. Sci. Technol. (United Kingdom), 2016, vol. 32, pp. 540–46. C.R. Green, T.A. McNeal, and J.T. Roth: in Transactions of the North American Manufacturing Research Institution of SME, Greenville, SC, 2009, pp. 403–10. S. Fu, H. Liu, N. Qi, B. Wang, Y. Jiang, Z. Chen, T. Hu, and D. Yi: Scr. Mater., 2018, vol. 150, pp. 13–17. J. Zhao, G.X. Wang, Y. Dong, and C. Ye: J. Appl. Phys., 2007, https://doi.org/10.1063/1.4998938. A. Ghiotti, S. Bruschi, E. Simonetto, C. Gennari, I. Calliari, and P. Bariani: CIRP Ann., 2018, vol. 67, pp. 289–92. X. Zhang, H. Li, M. Zhan, Z. Zheng, J. Gao, and G. Shao: J. Mater. Sci. Technol., 2020, vol. 36, pp. 79–83. O.A. Troitskii and V.I. Likhtman: Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1963, vol. 148, pp. 332–34. M.I. Molotskii: Mater. Sci. Eng. A, 2000, vol. 287, pp. 248–58. S. Zhao, R. Zhang, Y. Chong, X. Li, A. Abu-Odeh, E. Rothchild, D.C. Chrzan, M. Asta, J.W. Morris, and A.M. Minor: Nat. Mater., 2021, vol. 20, pp. 468–72. H. Conrad: Mater. Sci. Eng. A, 2000, vol. 287, pp. 276–87. X. Li, Q. Zhu, Y. Hong, H. Zheng, J. Wang, J. Wang, and Z. Zhang: Nat. Commun., 2022, vol. 13, pp. 1–9. S.J. Kim, S.D. Kim, D. Yoo, J. Lee, Y. Rhyim, and D. Kim: Metall. Mater. Trans. A, 2016, vol. 47, pp. 6368–73. W. Kang, I. Beniam, and S.M. Qidwai: Rev. Sci. Instrum, 2016, https://doi.org/10.1063/1.4961663. X. Li, J. Turner, K. Bustillo, and A.M. Minor: Acta Mater., 2022, vol. 223, p. 117461. Y.H. Zhu, S. To, W.B. Lee, X.M. Liu, Y.B. Jiang, and G.Y. Tang: Mater. Sci. Eng. A, 2009, vol. 501, pp. 125–32. B. Kinsey, G. Cullen, A. Jordan, and S. Mates: CIRP Ann. Manuf. Technol., 2013, vol. 62, pp. 279–82. Y.E. Adamyan, S.I. Krivosheev, S.G. Magazinov, D.I. Alekseev, and I.S. Kolodkin: Proc. 2019 IEEE Conf. Russ. Young Res. Electr. Electron. Eng. ElConRus 2019, 2019, pp. 792–95. K. Zhao, R. Fan, and L. Wang: J. Mater. Eng. Perform., 2016, vol. 25, pp. 781–89. J. Magargee, F. Morestin, and J. Cao: J. Eng. Mater. Technol. Trans. ASME, 2013, vol. 135, pp. 1–10. A.A. Shibkov, A.A. Denisov, M.A. Zheltov, A.E. Zolotov, and M.F. Gasanov: Mater. Sci. Eng. A, 2014, vol. 610, pp. 338–43. M.J. Kim, S. Yoon, S. Park, H.J. Jeong, J.W. Park, K. Kim, J. Jo, T. Heo, S.T. Hong, S.H. Cho, Y.K. Kwon, I.S. Choi, M. Kim, and H.N. Han: Appl. Mater. Today, 2020, vol. 21, p. 100874. T.J. Grimm and L. Mears: J. Manuf. Process., 2020, vol. 56, pp. 1263–69. M. Kim, J. Song, and H. Huh: Procedia Eng., 2017, vol. 207, pp. 371–76. J.H. Song, J. Lee, I. Hwang, Y.B. Kim, S. Choi, G.A. Lee, and M.J. Kang: Appl. Mech. Mater., 2013, vol. 389, pp. 284–88. K. Hariharan, M.G. Lee, M.J. Kim, H.N. Han, D. Kim, and S. Choi: Metall. Mater. Trans. A, 2015, vol. 46, pp. 3043–51. K. Radwański: Steel Res. Int., 2015, vol. 86, pp. 1379–90. B. Wang, B. Tang, C. You, Y. Wan, Y. Gao, Z. Chen, L. Lu, C. Liu, and J. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2020, vol. 775, p. 138789. H. Wang, W. Song, K. Koenigsmann, S. Zhang, L. Ren, and K. Yang: Mater. Des., 2020, vol. 188, p. 108475. M.J. Kim, K. Lee, K.H. Oh, I.S. Choi, H.H. Yu, S.T. Hong, and H.N. Han: Scr. Mater., 2014, vol. 75, pp. 58–61. H. Xu, X. Liu, D. Zhang, and X. Zhang: J. Mater. Sci. Technol., 2019, vol. 35, pp. 1108–12.