Document

Heat treatment and mechanical properties of 70‐30 brass processed by deep drawing.

Other titles
المعالجة الحرارية والخصائص الميكانيكية لسبيكة النحاس والخارصين تم تشكيلها بالسحب
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2022
Language
English
English abstract
The primary purpose of this work is to create a Finite Element Model and conduct an experimental investigation of the evolution of the microstructure and mechanical properties of the 70/30 Brass during production processes of brass cartridge cases in order to measure and simulate the material behaviour during forming process. The investigated forming process, which consists of a series of drawing, annealing and other finishing processes, is considered as one of the most advanced technologies in mechanical engineering because it permits the production of a large number of products in a short amount of time while maximizing the use of raw materials. The starting materials in this study, in the form of 70/30 Brass drawn cups, were sourced from two different suppliers. The evolution of microstructure and mechanical properties of the material was studied through chemical and mechanical characterization at different stages of processing. The drawing process which is the main forming process was modelled geometrically and computationally using the commercial finite element method (FEM) package ABAQUS. ABAQUS is well known for effective modelling of cold and hot forming processes of metallic materials. The purpose of the numerical simulation was to determine the deformation changes in the semi-product material after each drawing step, with a focus on the changes in dimensions and regions with the highest amount of plastic deformation. The FEM model was successfully able to predict the dimensional changes after each drawing steps. Moreover, the predicted distribution of plastic deformation after the final drawing step was consistent with the hardness variation along the wall of drawn cans. Another important finding of this study was the effect of the composition, microstructure and mechanical properties of the starting materials on the properties of the final products despite the extensive and severe thermomechanical processing. Therefore, a comprehensive characterization of the starting materials should be carried out to avoid failures and defects during or post processing and to ensure that the final products meet the specifications.
Arabic abstract
الغرض الأساسي من هذا العمل هو إنشاء نموذج عددي وإجراء تحقيق تجريبي لتطور البنية المجهرية والخصائص
الميكانيكية للنحاس 30/70 أثناء عمليات إنتاج خرطوشة النحاس من أجل قياس ومحاكاة سلوك المادة أثناء عملية التشكيل.
تعتبر عملية التشكيل المدروسة ، والتي تتكون من سلسلة من عمليات السحب والتليين والتشطيب الأخرى ، واحدة من أكثر ً التقنيات تقدما في الهندسة الميكانيكية لأنها تسمح بإنتاج عدد كبير من المنتجات في فترة زمنية قصيرة مع تعظيم استخدام المواد الخام. تم الحصول على مواد البداية في هذه الدراسة ، على شكل أكواب مسحوبة من النحاس 30/70 ، من موردين مختلفين. تمت دراسة تطور البنية المجهرية والخواص الميكانيكية للمادة من خلال التوصيف الكيميائي والميكانيكي في ًا باستخدام حزمة طريقة ًا وحسابي مراحل مختلفة من المعالجة. تم تصميم عملية الرسم وهي عملية التشكيل الرئيسية هندسي العناصر المحدودة التجارية (FEM (حزمة .ABAQUS تشتهر ABAQUS بالنمذجة الفعالة لعمليات التشكيل الباردة والساخنة للمواد المعدنية. كان الغرض من المحاكاة العددية هو تحديد تغيرات التغيرف في الشكل في مادة شبه المنتج بعد كل خطوة سحب، مع التركيز على التغيرات في الأبعاد والمناطق التي بها أكبر قدر من التغير في الشكل الدائم. كان نموذج FEM ً قادرا على التنبؤ بتغييرات الأبعاد بنجاح بعد كل خطوة سحب. علاوة على ذلك، كان التوزيع المتوقع للتغير في ً الشكل بعد خطوة السحب ا مع اختلاف الصلابة على طول جدار العلب المسحوبة. من النتائج المهمة الأخرى النهائية متسق لهذه الدراسة تأثير التركيب والبنية الدقيقة والخصائص الميكانيكية لمواد البداية على خصائص المنتجات النهائية على الرغم من المعالجة الحرارية الميكانيكية الشديدة. لذلك ، يجب إجراء توصيف شامل لمواد البدء لتجنب الأعطال والعيوب أثناء المعالجة أو بعدها ولضمان أن المنتجات النهائية تفي بالمواصفات.
Category
Theses and Dissertations

Same Subject

Theses and Dissertations
0
0
Al-Owiemri, Mohammed Sulieman.
Sultan Qaboos University.
2022