Skip to main content
MohammadReza Toroghinejad
محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
Ali Mehdi karimi
علي مهدي کريمي


دانشکده مهندسی مواد
Master of Science (MSc)


Effect of Strain Path During Accumulative Roll Bonding on Mechanical Properties and Microstructure of Commercial Purity Aluminum
In this study, the effects of strain routes in Accumulative Roll Bonding (ARB) on the mechanical properties and microstructure of sheet aluminum samples were examined. The routes were considered as direct rolling (route A) and cross-roll accumulative roll bonding by the rotation angle of 90 degrees in one direction continuously (route B C ), ± 90 °(route B A ), and 180 ° (route c). This study used commercial pure aluminum sheets with the thickness of 1 mm , and the dimensions of 5 15 cm for direct rolling in 180 degrees and 10× 10 cm for the rotation of 90 degrees. Studies addressing the mechanical properties through hardness machine and tensile route test have shown that due to the increase in dislocation density and finer grains, the hardness and tensile strength were increased by the number of cycles in the processes. However, the growing increase of hardness and strength in the rolling route by the rotation angle of 180 degrees was considered as the maximum value due to anisotropy and higher dislocation density. On the other hand, the minimum value was found to be in the direction of ± 90 ° due to the Baushinger effect, anisotropy and dislocation density. Hardness, after 8 cycles, compared to the annealed sample in routes A, C, B C and B A , was found to be 2.60, 2.63, 2.56 and 2.51 times, respectively. By applying the first-cycle processes, yield and tensile strength were increased intensively, but the rate of increase in strength was decreased in the subsequent cycles. Also, the strength, after 8 cycles, compared to the annealed sample in routes A, C, B C and B A , was observed to be 2.83, 2.90, 2.73 and 2.70 times, respectively. Elongation fell sharply during the first cycle, but it was increased in the subsequent cycles. Scanning electron microscope images were in different routes and analysis through image analysis software indicated that the equiaxial and ??shallower dimples were made by increasing the number of cycles at each route. This showed that the samples were greater in ductility and softne also, the mean diameter was the highest in route C and the lowest in route A. According to the results obtained by the conducted tests, route C was selected as the best in terms of mechanical properties. Keywords: Commercial pure aluminum, severe plastic deformation, Accumulative Roll Bonding process, cross-roll accumulative roll bonding, Bauschinger effect, mechanical properties and microstructure.
چکيده در پژوهش حاضر تأثير مسيرهاي کرنش در فرايند نورد تجمعي پيوندي بر خواص مکانيکي و ريزساختار نمونه‌هاي نوار آلومينيومي مورد بررسي قرار گرفت. مسيرهاي موردنظر در اين پژوهش به ‌صورت‌ نورد مستقيم (مسير A) و نورد تجمعي متقاطع با زاويه‌هاي چرخش 90 درجه به صورت متوالي در يک جهت (مسير B C )، 90 ± درجه (مسير B A )، و 180 درجه (مسير C) مي‌باشند. جهت انجام اين پژوهش از نوارهاي آلومينيومي خالص تجاري با ضخامت 1 ميلي‌متر و در ابعاد 5× 15 سانتي‌متر براي نورد مستقيم و 180 درجه و 10×10 سانتيمتر براي چرخش‌هاي 90 درجه استفاده گرديد. بررسي‌هاي صورت گرفته در مورد خواص مکانيکي با استفاده از دستگاه سختي‌سنجي وآزمون کشش مسيرها نشان داد که سختي و استحکام‌کششي در اين فرايندها با افزايش تعداد سيکل، به ‌دليل افزايش دانسيته نابجايي‌ها و ريزتر شدن دانه‌ها، افزايش يافته است؛ با اين تفاوت که رشد افزايش سختي و استحکام در مسير نورد با زاويه چرخش 180 درجه به علت ناهمسانگردي و دانسيته نابجايي بالاتر، بيشترين مقدار و در مسير 90 ± درجه به سبب اثر باوشينگر، ناهمسانگردي و دانسيته نابجايي کمتر، کمترين مقدار را به خود اختصاص دادند. سختي پس از 8 سيکل نسبت به نمونه آنيل‌شده در مسيرهاي A، C، B C و B A به ترتيب 60/2، 63/2، 56/2 و 51/2 برابر گزارش شد. با اعمال اولين سيکل فرايندها، استحکام تسليم و کششي به شدت افزايش يافته ولي در سيکل‌هاي بعدي نرخ افزايش استحکام کاهش پيدا کرد. همچنين استحکام پس از 8 سيکل نسبت به نمونه آنيل‌شده در مسيرهاي A، C، B C و B A به ترتيب 83/2، 90/2، 73/2 و 70/2 برابر گزارش شد. درصد ازدياد طول نيز با اولين سيکل شديداً کاهش يافت ولي در سيکل‌هاي بعدي افزايش پيدا کرد. تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي از مسيرهاي مختلف و آناليز آن‌ها توسط نرم‌افزار پردازش تصوير نشان داد که با افزايش تعداد سيکل در تمامي مسيرها، ديمپل‌هاي هم محور و کم‌عمق‌تري تشکيل شده است که نشان دهنده انعطاف‌پذيري و نرمي بيشتر نمونه‌ها مي‌باشد و همچنين ميانگين قطر ديمپل‌ها در مسير C بيشترين و در مسير B A کمترين مقدار مي‌باشد. از نتايج آزمايشات صورت گرفته مسير C به عنوان بهترين مسير از لحاظ خواص مکانيکي انتخاب گرديد. کلمات کليدي: آلومينيوم خالص تجاري، تغييرشکل پلاستيک شديد، فرايند نورد تجمعي پيوندي، فرايند اتصال نورد تجمعي متقاطع، اثر باوشينگر، خواص مکانيکي و ريزساختار

تحت نظارت وف ایرانی