26102

بررسي ريز ساختار و خواص مكانيكي نانوكامپوزيت Al+Ti/Cr/N فرآوري شده به روش كندوپاش(Sputtering) و اتصال نورد تجمعي(ARB)

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي گرايش شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

97-98

1400/09/14

دكتر عليرضا ايواني، دكتر حميدرضا جعفريان

دكتر محمدرضا زماني ميميان

مهندسي مواد و متالورژي

فرآيند اتصال نورد تجمعي از جمله فرآيندهاي تغيير شكل پلاستيك شديد مي‌باشد كه براي حصول به ساختار فوق ريز دانه از آن استفاده مي‌شود. در تحقيق حال حاضر هر نانوكاميوزيت آلومينيم با پوشش نانويي تيتانيوم-كروم و استفاده از فرآيند كندوپاش در نرخ‌هاي متفاوت گاز ورودي (نسبت گاز نيتروژن به آرگون) كه براي ران1، ران2 و ران3 به ترتيب برابر 15/15، 10/20 و 8/22 مي‌باشد، ساخته شد و نورد تجمعي تا 4 پاس ادامه يافت. همچنين فرآيند مذكور براي آلومينيوم 1050 بدون پوشش نانويي در پاس‌هاي مشابه تكرار شد. پس از آماده سازي نمونه‌ها مشخصات ساختاري و خواص مكانيكي آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. با اعمال 4 پاس از فرآيند ARB‌، نانوكاميوزيت فوق ريز دانه Al/Ti/Cr/N به خوبي ساخته شد. اين نانوكاميوزيت‌ها داراي ظاهري يكنواخت در توزيع تقويت‌كننده در زمينه مي‌باشد. با افزايش تعداد پاس‌هاي فرآيند اتصال تجمعي، استحكام كششي نمونه‌هاي توليدي نيز افزايش يافته كه براي ران سوم و پاس چهارم فرآيند برابر 258 مگاپاسكال مي‌باشد. از طرفي ديگر، ميزان سختي نيز با افزايش تعداد پاس، افزايش يافته كه اين افزايش براي پاس‌هاي ابتدايي بيشتر و براي پاس‌هاي بالاتر با نرخ كمتري ادامه مي‌يابد كه درنهايت بعد از 4 پاس، براي ران سوم در پاس‌هاي 1، 3 و 4 به ترتيب به 5/52، 5/66 و 5/67 ويكرز رسيده است. با بررسي ريز ساختار سطح شكست توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي مشخص شد كه شكست از حالت نرم براي نمونه اوليه و پاس اول به شكست تقريبا ترد (شكست نرم برشي) براي نمونه تحت فرآيند ARB در پاس‌هاي بالاتر تغيير يافته است. همچنين با بررسي تصاوير سطح سايش توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM)، مشخص شد كه با افزايش تعداد پاس‌ها ضريب اصطكاك كاهش و در نتيجه مقاومت به سايش افزايش يافته است.

1400/11/14

Investigation of microstructure and mechanical properties of Al + Ti / Cr / N nanoComposites processed by sputtering and Cumulative roll bonding (ARB)

12/5/2022 12:00:00 AM

Cumulative rolling bonding process is one of the severe plastic deformation processes that is used to achieve the fine-grained structure. In the present study, each aluminum nanocamosite with titanium-chrome nano coating and using sputtering process at different inlet gas rates (nitrogen to argon gas ratio) for 15, thigh 2 and thigh 3 are equal to 15.15, 20.10 and 8.8, respectively. 22, was built and the cumulative rolling continued up to 4 cycles. The same process was also repeated for 1050 aluminum without nano coating in similar cycles. After preparing the samples, their structural characteristics and mechanical properties were investigated. By applying 4 cycles of ARB process, Al /Ti / Cr / N fine-grained nanocamosite was well fabricated. These nanocomposites have a uniform appearance in the amplifier distribution in the matrix. As the number of cycles of the cumulative bonding process increases, the tensile strength of the production specimens also increases, which is258 MPa for the third run and fourth cycles of the process. On the other hand, with the start of ARB cycles, the amount of difficulty also increases with the number of cycles, and this increase continues for more initial cycles and at a lower rate for higher cycles. 3 and 4 have reached52.5, 66.5 and 67.5 Vickers, respectively. Examination of the microstructure of the fracture surface by scanning electron microscopy revealed that the fracture changed from soft state for the prototype and the first cycle to almost brittle fracture (soft shear failure) for the sample under ARB process at higher cycles. Also, by examining the wear surface images by scanning electron microscopy (SEM), it was found that with increasing the number of cycles, the coefficient of friction decreased and as a result, the wear resistance increased.

نانوكامپوزيت , اتصال نورد تجمعي , كندوپاش

منا قادري درويتي

منا قادري درويتي