چکیده
امروزه استفاده از امواج ارتعاشی با فرکانس بالاتر از 20 کیلوهرتز موسوم به ارتعاشات فراصوت، کاربردهای فراوانی یافته است و در بسیاری از فرایندهای مهندسی و تولیدی به‌منظور بهینه کردن شرایط تولید نظیر کاهش نیروها، کاهش اصطکاک و همچنین بهبود کیفیت قطعات، نظیر افزایش صافی سطح و... استفاده می‌شود.
فرایند شکل‌دهی گرم نموی یکی از فرآیندهای نوین تولید است که برای تولید دسته‌ای و تکی قطعات از ورق‌های فلزی با شکل‌پذیری پائین نظیر ورق‌های تیتانیومی و منیزیومی ابداع شده است. با توجه به تجربه‌های پیشین محققین محصولات تولیدی با این روش دارای معایب بزرگی نظیر زبری و کندگی سطح کار می‌باشند. این معایب بیشتر به دلیل اصطکاک بیش‌ازحد ابزار و سطح قطعه می‌باشد. در مطالعه‌ی حاضر به دلیل کاربرد گسترده آلیاژهای تیتانیوم در صنایع هوایی و همچنین مشکلات شکل‌دهی این آلیاژ در حالت سرد، نمونه‌هایی از جنس Ti-6Al-4V به روش ترکیب هم‌زمان فرایند شکل‌دهی نموی گرم و پدیده‌ی ارتعاشات فراصوت ساخته ‌شده ‌است. بعداز آن اثر ارتعاشات فراصوت کم دامنه بر فرایند شکل‌دهی نموی گرم بررسی ‌شده ‌است. نتایج این پژوهش، نشان می‌دهد که ترکیب این فرآیند با ارتعاشات فراصوت منجر به به‌دست ‌آمدن پارامترهای لازم برای تولید قطعات با ویژگی‌های کیفی بهتر، نظیر تولید قطعات با مقدار اکسیدشدگی کمتر، کیفیت سطح بهتر، همچنین دستیابی به کرنش‌ها و زاویه حدی دیواره بالاتر ‌شده ‌است. تصویربرداری میکروسکپی از ریزساختار و همچنین آزمایش پراش اشعه ایکس نشان می‌دهد، تحریک مکانیکی ارتعاشات فراصوت موجب گرمایش بین‌دانه‌ای در آلیاژ Ti-6Al-4V شده و تغییر فاز? به فاز? راحت‌تر و سریع‌تر انجام ‌شده ‌است. درواقع ارتعاشات فراصوت ترکیب فازی حالت عادی که متشکل از دو فاز آلفا و بتا)? (?+ با درصد بیشتر از فاز غالب آلفا(?) با ساختار HCP را به ترکیبی با درصد بیشتری از فاز بتا (?) با ساختار BCC، تغییر داده است. بر این اساس ساختار جدید به دلیل داشتن سیستم‌های لغزش بیشتر نسبت به فاز آلفا(?)، دارای خواص شکل‌پذیری بهتری می‌باشد. این موضوع می‌تواند دلیلی برای به‌دست آوردن کرنش‌هایی بزرگ‌تر باشد. بدین ترتیب دیاگرام کرنش‌های حدی با مقادیری در حدود 20%، بالاتر نسبت به حالت بدون فراصوت که در ادامه پژوهش استخراج ‌شده ‌است را می‌توان با به وجود آمدن ترکیب فازی جدید توجیه نمود.
کلمه‌های کلیدی: شکل‌دهی نموی گرم، ارتعاشات فراصوت، نمونه‌سازی، تیتانیومTi-6Al-4V.