24034

ساخت ورق فلزي سه لايه برنج/فولاد/برنج به كمك فرايند اتصال نوردي و تحليل خواص مكانيكي و حد شكل پذيري

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1397

1400/3/11

دكتر رامين هاشمي

مكانيك

در سال¬هاي اخير ورق هاي چندلايه مورد توجه بسياري از محققين و صنايع مختلف قرار گرفته است. فرايند اتصال نوردي يكي از روش هاي توليد ورق هاي چندلايه¬ با جنس مشابه و غير مشابه است، به¬ دليل سادگي و هزينه¬ي كمتر نسبت به ساير روش ها، پركاربردتر است. در اين پژوهش ورق سه لايه برنج / فولاد / برنج با فرايند اتصال نوردي در دماي اتاق بدون روانكار با كاهش ضخامت 88% توليد شد. بخشي از نمونه¬ها براي تحليل تأثير عمليات حرارتي پس از اتصال نوردي در دماي °c650 به مدت 60 دقيقه آنيل شدند. در اين پژوهش علاوه بر خواص فيزيكي كه با استفاده از آزمون كشش تك محوره و ميكروسختي مورد ارزيابي قرار گرفت، چقرمگي شكست تنش صفحه¬اي به صورت تجربي براي نمونه¬هاي سه لايه برنج¬/ فولاد/ برنج با استفاده از نمونه¬هاي كششي فشرده و مطابق با استاندارد (ASTME561) بدست آمد. چقرمگي شكست يكي از پارامتر¬هاي مهم در طراحي است، كه به پيش بيني عمر و رشد ترك در برابر اعمال تنش مي¬پردازد. نتايج نشان از افزايش استحكام و ميكروسختي نمونه¬ي نوردي غيرآنيل نسبت به نمونه¬ي آنيل شده مي¬دهد، همچنين چقرمگي شكست نمونه¬ي آنيل شده كمتر از نمونه¬ي غيرآنيل است. در بررسي خواص مكانيكي، استحكام نمونه¬ي آنيل شده 6875/266 مگاپاسكال و استحكام نمونه¬ي غيرآنيل 5625/306 مگاپاسكال است، كه مشخصأ عمليات حرارتي آنيل استحكام را كاهش مي¬دهد. ميانگين سختي 895/101 ويكرز براي نمونه¬ي آنيل شده و ميانگين 54/161ويكرز براي نمونه¬¬ي غير آنيل بدست آمد. در بررسي سطح مقطع شكست نمونه¬ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مشخص شد، كه ميكروحفره¬¬هاي سطح مقطع شكست نمونه¬ي غيرآنيل از نمونه¬ي آنيل شده كم عمق¬تر است، كه تاييدكننده¬ي افزايش استحكام وكاهش شكل-پذيري مي¬باشد. براي تعيين تجربي حد شكل دهي (FLD) ورق هاي سه لايه از آزمون ناكازيما براي ترسيم نمودارهاي شكل¬دهي استفاده شد، نتايج مقايسه¬ي دو نمودار حاكي از شكل¬پذيري بيشتر نمونه¬ي آنيل شده نسبت به نمونه¬ي غيرآنيل است.

1400/04/27

Three-layer brass / steel /brass sheet production by means of rolling rolling process and analysis of mechanical properties and and Forming Limit Diagram

6/1/2022 12:00:00 AM

In recent years, multilayer sheets have been considered by many researchers and various industries. The climbing connection process is one of the methods of producing multilayer sheets of similar and dissimilar material, and is more widely used due to its simplicity and lower cost than other methods. In this study, a three-layer brass / steel / brass sheet was produced by climbing connection process at room temperature without lubricant with a thickness reduction of 88%, and some samples were analyzed for the effect of heat treatment after mounting at 650 ° C for 60 Annealed minutes. In this study, in addition to the physical properties that were evaluated using uniaxial tensile and microhardness test, the plate stress fracture toughness was experimentally tested for three-layer brass / steel / brass samples using compact tensile samples in accordance with Standard (ASTME561) was obtained. Fracture toughness is one of the important parameters in the design that predicts crack life and growth in cracked materials against stress. The results of the tests show an increase in strength and microhardness of the non-anilized climbing sample compared to the annealed sample and also the fracture toughness of the annealed sample is less than the non-anilized sample. In the study of mechanical properties, the strength of the annealed sample is 266.6875 MPa and the strength of the non-annealed sample is 306.5625 MPa, and the heat treatment of the annealed specimen significantly reduces the strength. The mean hardness was 101,895 Vickers for the annealed sample and the average was 161.54 Vickers for the non-annealed sample. Examination of the fracture cross section of the specimens using scanning electron microscopy (SEM) revealed that the fracture cross-holes of the non-anilized specimen were shallower than the annealed specimen, which confirmed the increase in strength and decrease in ductility. The Nakazima test was used to experimentally determine the forming limit (FLD) of three-layer sheets to draw forming diagrams, and the results of comparing the two diagrams indicate that the annealed sample is more deformable than the non-annealed sample.

اتصال نوردي , خواص مكانيكي , چقرمگي شكست , منحني حد شكل دهي , ورق فلزي سه لايه برنج / فولاد / برنج

CRB , mechanical properties , Forming Limit Diagram , Three-layer brass / steel /brass sheet