20382

۲۰۳۸۲

بررسي خواص كششي و ريزساختاري كامپوزيت آلومينيم-تيتانيم توليد شده توسط فرآيند نورد تجمعي

كارشناسي ‌ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۱۲/۱۳

دكتر جعفريان- دكتر صالحي

دكتر ايواني

مواد و متالورژي

در سال هاي اخير كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي به دليل خواص منحصربه‌فردشان موردتوجه بسياري از محققان و صنايع قرارگرفته‌اند. در اين پژوهش، كامپوزيت لايه‌اي آلومينيم-تيتانيم توسط روش نورد تجمعي ساخته و خواص مكانيكي و ريزساختاري آن بررسي شد. فرآيند نورد تجمعي تا 10 سيكل در دماي اتاق انجام گرديد. تغييرات ريزساختاري كامپوزيت مذكور با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آزمايش پراش پرتو ايكس (XRD) بررسي شد. با افزايش سيكل‌هاي نورد تجمعي تيتانيم خرد شده و به طور يكنواخت‌ در زمينه آلومينيمي توزيع شد. پارامترهاي ريزساختاري از قبيل اندازه كريستاليت، ميكروكرنش و دانسيته نابجايي‌ها توسط نرم افزار MAUD محاسبه شد كه نتايج نشان از ريزدانگي كامپوزيت با افزايش سيكل‌هاي نورد تجمعي داشت. همچنين هيچ‌گونه تركيب بين فلزي در كامپوزيت شكل نگرفت. براي بررسي خواص مكانيكي آزمايش كشش تك‌محوري و ريز سختي سنجي و سايش براي سيكل‌هاي مختلف فرآيند انجام شد. ارزيابي آزمايش كشش تك‌محوري نشان داد كه استحكام كششي ابتدا در سيكل اول افزايش يافت، سپس در سيكل دوم كاهش يافت و به‌طور پيوسته تا سيكل دهم به 263 مگاپاسكال افزايش يافت. سطح شكست توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. شكست در نمونه‌ها به‌صورت تركيبي از شكست نرم و ترد اتفاق افتاد. با افزايش سيكل‌هاي نورد، سختي كامپوزيت نيز به مرور افزايش يافت. نتايج آزمايش سايش حاكي از آن است كه مقاومت سايشي كامپوزيت توليد شده در سيكل هشتم حدود 5/2 برابر نسبت به آلومينيم آنيل شده بهبود يافته است.

1398/02/08

Microstructure and Tensile properties of Al/Ti multi-layer composite fabricated by accumulative roll bonding

3/3/2020 12:00:00 AM

In This study, accumulative roll bonding (ARB) processes were used for manufacturing multilayer Al/Ti composite. In this process, it was observed that Ti layers fractured as number of ARB passes increased. Multilayer Al/Ti composite with homogeneously distributed fragmented Ti layer in aluminum matrix was produced after ten ARB passes. Microstructure and mechanical properties of this multilayer composite were evaluated at different passes of ARB process. During ARB process, it was observed that the strength and micro-hardness of produced composite increased with the number of ARB passes increased. The maximum tensile strength reached 312 MPa at the first cycle. Microhrdness of Al and Ti layer experienced a sharp rise after eight cycles of ARB from 39 VHN and 168 VHN to 127 VHN and 304 VHN, respectively. Fracture surface of the sample after the tensile test were examined using scanning electron microscopy (SEM). Observation revealed evidence of a mixture of mechanism: cleavage and ductile failure. The X-ray diffraction pattern (XRD) of composite sample show that there is no new crystalline phase formation during ARB process. The crystalline size of Al were calculated using MAUD software that base on Riet-Veld method. Result indicated the Al crystalline size reach to 100 nanometer after 10 cycle ARB. Wear test result showed that the wear resistance of ARB processed sample is higher than of annealed Al. The Al/Ti composite at 8 cycle exhibited the lowest wear rate 4.7 × 10-6 (g/N.m) and lowest coefficient of friction (0.32). Wear rate of the composite decreased by increasing of ARB cycles.