20083

۲۰۰۸۳

تاثير فرآيند تغيير شكل پلاستيك شديد به روش ARB بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت لايه اي Al-Cu

كارشناسي ارشد

شكل دادن فلزات

۹۷-۹۸

۱۳۹۷/۱۱/۱۴

دكتر حسين عربي - دكتر باقر محمد صادقي

دكتر بهمن ميرزاخاني

مواد و متالورژي

فرآيند نورد تجمعي (ARB) يكي از روش هاي تغيير شكل پلاستيك شديد (SPD) براي توليد كامپوزيت هاي لايه اي زمينه فلزي است. در اين پژوهش از فرآيند نورد تجمعي براي توليد كامپوزيت هاي لايه اي، از دو فلز غير مشابه، يعني آلياژ Al-6061 و عنصر مس خالص تجاري تا چهار پاس در دماي اتاق استفاده شده است. قبل از انجام فرآيند نورد تجمعي استحكام پيوند بين ورق ها با استفاده از آزمايش لايه كني مورد ارزيابي قرار گرفت. انجام پذيري فرآيند نورد تجمعي روي آلياژ Al-6061 و عنصر مس خالص تجاري و بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت هاي توليد شده از اهداف اصلي اين تحقيق بوده است. به منظور بررسي هاي ريزساختاري كامپوزيت هاي توليد شده از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) استفاده شده است. همچنين چگالي نابجائي ها با استفاده از روش ويليامسون-هال و رتيولد ، با استفاده از الگوهاي پراش اشعه ايكس محاسبه گرديده است. محاسبات انجام شده براي چگالي نابجائي ها نشان داد كه بيشترين چگالي نابجائي ها در پاس سوم به دست مي آيد و با ادامه فرآيند، به دليل بازيابي ديناميكي در حين تغيير شكل، كاهش مي يابد. به منظور ارزيابي خواص مكانيكي، از آزمايش ميكروسختي و آزمايش كشش تك محوري استفاده شده است. نتايج آزمايش ميكروسختي نشان داد كه با افزايش تعداد پاس هاي نورد تجمعي سختي نمونه ها افزايش مي يابد با اين توضيج كه شدت افزايش سختي در پاس اول شديدتر است. نتايج آزمايش كشش، نشان داد كه استحكام تسليم در پاس اول نسبت به نمونه آنيل شده 3 برابر شده است. بررسي نتايج به دست آمده براي كارسختي نشان داد كه با انجام فرآيند ARB قابليت كارسختي نسبت به نمونه آنيل شده به شدت كاهش مي يابد. پس از انجام آزمايش كشش، سطح شكست نمونه ها با SEM مورد بررسي قرار گرفت. با بررسي سطوح شكست نمونه هاي كشش مشاهده شد كه شكست در نمونه هاي ARB به صورت داكتيل يا نرم رخ داده است. قابل ذكر است كه با افزايش تعداد پاس هاي فرآيند نورد تجمعي مكانيزم شكست به سمت شكست شبه ترد مي رود. واژه‌هاي كليدي: نورد تجمعي-تغيير شكل پلاستيك شديد-كامپوزيت لايه اي-Al-6061 و Cu خالص

1397/12/05

Effects of ARB Deformation on the Microstructure and Mechanical Properties of Al-Cu Laminated Composite

2/24/2019 12:00:00 AM

Accumulative roll bonding (ARB) is one of the severe plastic deformation (SPD) methods for production of metal laminated. In this study, an accumulative roll bonding process was used for the production of composite materials from aluminum alloy AA6061 and Cu pure metal up to four passes at room temperature. Before the application of accumulative roll bonding, the bond strength of the sheets was evaluated using a peeling test. The purpose of this study was to investigate the performance of accumulative roll bonding process on AA6061 and pure Cu alloys. In addition, to investigate the microstructure and mechanical properties of composites produced. In order to investigate the microstructure of the composites produced from the optical microscope, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used. The dislocation density was also calculated using the Williamson-Hall and Reitveld methods using X-ray diffraction patterns. Calculations performed for the dislocation density showed that the highest dislocation density was obtained in the third pass and decreases with the continuation of the process due to the dynamic recovery during deformation. In order to evaluate the mechanical properties, a microhardness test and a single axial pull test were used. The results of the microhardness test showed that increasing the number of accumulative roll bonding passes, increases the hardness of the specimens, while due to results the severity of the hardening was more in first pass. According to the results of the tensile test, the yield strength of the first pass enhanced 3.5 times compared to the annealed sample. Also, the study of hardness properties showed that by using ARB process, the workability was significantly reduced compared to the annealed sample. After the tension test, the fracture surface of the samples was examined by SEM. By examining the level of fracture of the elongation samples, defects in ARB samples were observed as ductile or soft. It should be noted that with increasing the number of ARB passes, the accumulative roll bonding of the failure mechanism leads to a quasi-soft failure. Keywords: Accumulative roll bonding (ARB), plastic deformation, AA-6061 and Cu composite, SPD