نورد مقاطع منیزیم

نورد مقاطع ( به انگلیسی: caliber rolling ) یکی از روش های شکل دهی فلزات است. در این روش قطعه از بین دو غلتک موازی، که محور دوران آن ها عمود بر محور قطعه می باشد، برای تغییر شکل و تبدیل به پروفیل با سطح مقطع ثابت عبور می کند. تبدیل قطعه خام به پروفیلی با سطح مقطع موردنظر، پس از چند مرحله عملیات نورد مقاطع صورت می گیرد. در هر کدام از این مراحل سطح مقطع قطعه به حالت نهایی نزدیک تر می شود. در ادامه شماتیکی از روش نورد مقاطع آورده شده است.
چگالی پایین و استحکام ویژه بالای آلیاژهای منیزیم باعث شده است 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 شکل پذیری این آلیاژها، مانع استفاده از آنها در مقیاس های بزرگ می شود. این محدودیت ها به دلیل ساختار کریستالی منیزیم اتفاق افتاده است[ ۱] . در ساختار کریستالی منیزیم که به صورت HCP می باشد، نسبت C/a برابر با ۱٫۶۲ می باشد که باید با روش های مختلف این نسبت را کاهش دهیم تا آلیاژ منیزیم توان شکل پذیری داشته باشد. محققین تلاش های بسیاری در جهت افزایش استحکام آلیاژهای منیزیم انجام دادند. دو روش، عمدتاً توسط محققین برای افزایش استحکام آلیاژهای منیزیم پیشنهاد شده است:
• افزودن عناصر آلیاژی به ویژه عناصر کمیاب زمین ( rare - earth ) .
• به کارگیری فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید همچون ECAP , ARB
محدودیت های ابعادی در روش های تغییر شکل پلاستیک شدید و عدم توانایی انجام فرایند به صورت مداوم، منجر به این شده است که به فکر روش های دیگری برای افزایش استحکام منیزیم باشیم. در سالهای اخیر تلاش های بسیاری برای استفاده از نورد مقاطع چندمرحله ای به جای فرایندهای تغییرشکل پلاستیک شدید برای استحکام بخشی به منیزیم صورت گرفته است. [ ۲]
نتایج مطالعات لی و همکارانش[ ۲] نشان می دهد که آلیاژهایی که تحت نورد کالیبر قرار می گیرند، در یک شرایط خاص، افزایش همزمان استحکام و شکل پذیری ( به انگلیسی: ductility ) در آن ها اتفاق می افتد. تغییرات خواص مکانیکی در این آلیاژها در مقیاس ریزساختار مورد بحث و بررسی قرار گرفته است، همچون ریزشدن دانه ها، دوقلویی و رفتار شکست. در تحقیقات لی تأثیر این نورد بر مقاطع دایره ای مورد بررسی قرار گرفته است. در این آزمایش لی از آلیاژ AZ31 با ضخامت ۵۰میلی متر، استفاده کرده است که تحت نورد گرم قرار گرفته اند. میله هایی به طول ۸۰ میلی متر و قطر ۲۶میلی متر که عملیات حرارتی شده اند، تحت مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. نمونه آزمایش در ابتدا به گونه ای است که محورc دانه های آلیاژ، عمود بر راستای نورد قرار گرفته است و پس از هر پاس نورد، میله را به اندازه ۹۰ درجه برخلاف عقربه های ساعت می چرخانیم. در این فرایند گرمای ایجاد شده در بین نوردها را حذف می کنیم تا از تبلور مجدد دانه ها جلوگیری شود. در شکل زیر شماتیکی از این روش نشان داده شده است[ ۳]