19200

۱۹۲۰۰

بررسي حد شكل‌پذيري ورق‌هاي آلومينيومي ساخته‌شده به روش نورد تجمعي در دماهاي بالا

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

۹۴-۹۷

۱۳۹۷/۰۱/۲۹

دكتر رامين هاشمي - دكتر محمد صديقي

مكانيك

همواره در صنايع مختلف نياز به مواد با خواص مكانيكي بسيار بالا وجود داشته است. انتخاب يك ماده در سازه‌هاي مهندسي بايد متناسب با نوع كاركرد و موقعيت به‌كارگيري آن ماده باشد. فرآيند نورد تجمعي به‌عنوان روشي نوين، كم‌هزينه و كاربردي جهت دست‌يابي به مواد با ساختار ريزدانه به همراه بهبود در خواص مكانيكي مطرح است. هدف اصلي از اين پژوهش، تعيين حد شكل‌پذيري ورق‌هاي فلزي توليدشده با فرآيند مذكور در دماي بالا و مطالعه اثر دماي فرآيند نورد تجمعي بر روي خواص مكانيكي و شكل‌پذيري ورق آلياژ آلومينيوم 1050 مي¬باشد. لذا نورد تجمعي در 4 دماي محيط، 100، 200 و 300 درجه سانتي‌گراد تا پاس پنجم بدون استفاده از روانكار انجام گرفت. پس از ساخت نمونه‌هاي توليدي، خواص مكانيكي، سطح مقطع شكست و شكل‌پذيري ورق‌هاي نورد تجمعي شده از طريق رسم منحني‌هاي حد شكل¬دهي به‌صورت تجربي و با استفاده از آزمايش ناكازيما بررسي و ارزيابي شد. با توجه به نتايج، در تمامي دماها با افزايش تعداد سيكل‌هاي فرآيند استحكام كششي و سختي افزايش مي‌يابد همچنين در پايان پاس اول مقدار ازدياد طول و سطح زير منحني حد شكل¬دهي به‌شدت كاهش پيدا مي‌كند ولي در پاس‌هاي بعدي با نرخ كم افزايش مي‌يابد. همچنين استحكام كششي نيز با نرخ كمتري نسبت به سيكل اول افزايش پيدا مي¬كند. در دماي محيط، بهترين خواص مكانيكي پس از پاس پنجم به دست آمد كه مقدار استحكام كششي و ازدياد طول به ترتيب 1/210 مگاپاسكال و 2/14 ثبت شد. با افزايش دما، استحكام كششي و ميكرو سختي نمونه‌ها نسبت به دماي محيط اندكي كاهش‌يافته ولي مقدار تغيير طول تا شكست و به دنبال آن شكل‌پذيري نمونه‌ها بهبوديافته است. در دماي 100 درجه سانتي‌گراد تغييرات زيادي در خواص مكانيكي و شكل‌پذيري نمونه‌ها نسبت به دماي محيط مشاهده نشد. حال‌آنكه بيش‌ترين تغيير مربوط به دماي 300 درجه سانتي‌گراد بوده است كه در آن ميزان ازدياد طول و حد پايين منحني شكل¬دهي نسبت به دماي محيط به ترتيب 1/38 و 87 درصد افزايش داشته است كه به معني افزايش شكل‌پذيري نمونه‌ها با افزايش دما است.

1397/04/24

Investigation of forming limit for aluminum sheets produced by Accumulative Roll Bonding at high temperatures

3/20/2021 12:00:00 AM

There has always been a need for materials with very high mechanical properties in different industries. The choice of a material in engineering structures should be proportional to the type of operation and the position of application of that material. Accumulative Roll Bonding process is a new, low-cost, and applied method for obtaining fine-grained materials along with improvements in mechanical properties. The main goal of this study was to determine the formability of the metal sheets produced by the ARB at high temperature and study of the effect of ARB process temperature on the mechanical properties and formability of the aluminum AA1050. Therefore, ARB was carried out at ambient temperature, 100, 200 and 300 ℃ to fifth cycle without lubrication. After production samples, mechanical properties, fracture surface and formability were studied by draw up the forming limit diagrams experimentally and using the Nakazima test. According to the results, At all temperatures, by increasing the number of process cycles, tensile strength and hardness increases. Also, at the end of the first pass, the amount of elongation and surface under the FLD is sharply reduced, but in subsequent passes, it will increase at low rates. Tensile strength also increases at a lower rate than the first cycle. At ambient temperature, the best mechanical properties after the fifth cycle were obtained, which tensile strength and elongation were recorded as 210.1MPa and 14.2%, respectively. By increasing temperature, the tensile strength and micro hardness of the samples were slightly lower than the ambient temperature, however, elongation and consequently, formability of the samples has been improved. At 100 °C, no significant changes were observed in the mechanical properties and the formability of samples compared to the ambient temperature. While the highest change was at 300 ° C which elongation and FLD0 relative to ambient temperature increased by about 38.1% and 87%, respectively that means increasing the samples formability with increasing temperature.