فرآیند کشش باعث ناهمسانگردی ساختار در اثر ازدیاد طول دانه ها در راستای محور کشش میشود. علاوه بر این با افزایش میزان تغییر شکل ، سختی و مقاومت ویژه الکتریکی نیز افزایش می یابد. پس از آنیل شدن سیم کشیده شده ،خواص مکانیکی و ساختاری به آهستگی به وضعیت اولیه مس باز می گردد.
فرایند کشش عبارت است از کاهش سطح مقطع یک سیم از طریق عبور آن از درون یک یا چند قالب،تحت تاثیر نیروی کشش که معمولا به دنبال آن فرآیند آنیل نیز انجام میشود.
تغییرات ساختاری ناشی از تغییر شکل پلاستیکی منجر به تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی فلزات میشود.
مواد و روش:
سیم مسی اولیه مورد استفاده در این آزمایش دارای حداقل خلوص ۲۲/۹۹% بوده و قطر اولیه آن ۸mm است.این مفتول تحت کشش های متفاوتی قرار گرفته به نحوی که تغییر شکل های مختلف شامل ۹۷/۴۷%= ، ۶۴/%۷۱= ، ۶۶/%۹۱= حاصل شد.بسته به میزان افزایش در تغییر شکل برای سیم کشیده شده یک ساختار فیبری حاصل می گردد.
این ساختار به طور مکرر در کشش سیم ها مشاهده شده و به دلیل اینکه به چیدمان یک ماده فیبری شباهت دارد، تحت عنوان ساختار فیبری شناخته میشود. نتایج میکروسختی نشان میدهد که با افزایش میزان تغییر شکل،سختی سیم کشیده شده نیز افزایش می یابد.همانطور که در شکل مشاهده میشود سختی در مرحله اولیه تغییر شکل به شدت افزایش یافته و سپس تمایل به پایدار شدن دارد.
این سخت شدن ناشی از چگالی بسیار زیاد نابجایی در ماده تغییر شکل یافته است.
مطالعه سیم های کشیده و آنیل شده:
مکانیزم تبلور مجدد درست در اولین دقیقه نگهداری در دمای ۲۶۰ C° شروع میشود که این امر برای سیم هایی که به شدت تغییر شکل یافته اند مشهودتر است. در ادامه زمان نگهداری توسعه پیدا می کند. این نتیجه با تئوری های مختلف تبلور مجدد سازگار است.تئوری تبلور مجدد بیان می کند که تغییر شکل زیاد پلاستیکی منجر به ذخیره شدن انرژی زیادی در سیم کشیده شده میشود که این انرژی ناشی از تعداد زیاد نابجایی ها بوده و همین امر باعث شروع مکانیزم تبلور مجدد می گردد.
شکل ۲ منحنی های میکروسختی برای تمام سیم های نرم و آنیل شده در دمای ۲۶۰ C° را نشان میدهد.کاهش سختی برای سیم هایی که تغییر شکل کمتری دارند شدیدتر است.
آزمون استحکام کششی و اندازه گیری مقاومت ویژه:
اندازه گیری مقاومت و آزمون استحکام کششی برای سیم های کشیده شده و همچنین برای سیم های کشیده و آنیل شده در دمای ۲۶۰ C°
انجام شد.نتایج حاصل از آزمون کشش قبل و بعد از آنیل که در جدول ۱ نشان داده شده است،بازگشت تمام خواص مکانیکی به حالت اولیه را به وضوح نشان میدهد.نتایج اندازه گیری مقاومت ویژه قبل و بعد از آنیل در دمای ۲۰۰ C° در شکل ۳ نشان داده شده است.
با افزایش میزان کاهش سطح مقطع توسط فرآیند کشش افزایش مشخصی در مقاومت ویژه اتفاق می افتد. از طرف دیگر آنیل در دمای ۲۶۰ C° به مدت ۳۰ دقیقه، باعث اندکی کاهش در مقاومت ویژه نسبت به حالت کشیده شده میشود.محاسبات نشان می دهد. که برای کاهش سطح مقطع بین ۲۸/۵۹ % و ۵۹/۸۴ % مقاومت ویژه ۷/۱ % افزایش می یابد. بر اساس مطالعات صورت گرفته مشخص شده است که مس تغییر شکل یافته دارای چگالی بالایی از نابجایی ها و همچنین شامل گروه های کوچکی از جاهای خالی بوده که حضور این عیوب کریستالی در ماده به عنوان مانعی در مقابل جابجایی الکترون ها در فلز عمل نموده و باعث افزایش مقاومت ویژه مس میشود. نتیجه گیری: کشش سیم مسی منجر به ایجاد یک ساختار فیبری شکل در مس شده و با افزایش میزان تغییر شکل ناشی از کشش سیم،سختی و مقاومت ویژه الکتریکی مس افزایش می یابد. آنیل کردن، به ویژه در تغییر شکل های زیاد، منجر به تبلور مجدد در مس شده و تمام خواص مکانیکی مس را به حالت اولیه باز می گرداند.
