Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad
محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Niloofar Hoseini
نیلوفرسادات حسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation of mechanical properties and microstructure of Alominium plate with bimodal grain size produced by accumulative roll bonding process
The aim of this study was to produce a bimodal grain size structure in the aluminum sheet 1050, to achieve optimum conditions in terms of strength and ductility, by accumulative roll bonding (ARB) and annealing processes. For this purpose, ARB process was applied on aluminum samples from 2 to 8 cycle at ambient temperature and without lubrication. in order to achieve appropriate ductility and toughness, ARBed samples were annealed in 300°C and380 C and different time period. Microstructural changes after ARB and Anneal process, were analyzed by optical microscopy, as well as to evaluate the mechanical properties, uniaxial tensile test and hardness test were used. The microstructural studies showed a bimodal grain size distribution produced by discontinuous recrystallization under 4, 6 and 8 ARBed cycles and annealed at 300°C samples; While the temperature increases to 380°C, the normal grain growth and continuous recrystallization were accured and no bimodal structure was observed in this temperature. The effect of strain caused by different ARB cycles, showed that a minimum of applied strain (2 cycles ARB) was required to achieve bimodal structure. Among the samples examined in this study, the highest toughness was achieved in the sample with 6 ARBed cycles and 18000s annealed at 300°C. tensile strength, ductility and toughness of this sample were 83.6 MPa, 55.8% and 46.6 MJ/m 3 . The activation energy of grain growth in the range of 300-380°C, was calculated and the results showed that with increasing temperature from 300°C to 380°C, activation energy of grain growth increased from 40.8 kJ/mol to 66.4 kJ/mol. The change in activation energy was because of transmission of the growth mechanism from abnormal to normal growth. Keywords: Accumulative roll bonding, Bimodal grain size structure, grain growth activation energy
هدف از انجام این پژوهش، ایجاد ساختار دوگانه ی اندازه دانه در ورق آلومینیوم 1050، جهت دستیابی به شرایط بهینه از نظر استحکام و انعطاف پذیری، در اثر نورد تجمعی و آنیل است. برای این منظور نمونه های آلومینیومی در دمای محیط و در شرایط بدون روانکاری از 2 تا 8 سیکل تحت عملیات نورد تجمعی قرار گرفتند سپس جهت دستیابی به انعطاف پذیری و چقرمگی مناسب، نمونه های نورد تجمعی شده، در دو دمای 300 و 380درجه سانتی گراد و زمان های مختلف، آنیل شدند. تغییرات ریزساختاری پس از نورد تجمعی و آنیل، با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرارگرفت؛ همچنین به منظور ارزیابی خواص مکانیکی، از آزمون های کشش تک محوری و سختی سنجی استفاده شد. مطالعات ریزساختاری نشان داد ساختار دوگانه ی اندازه دانه در نمونه های 4، 6 و 8 سیکل نورد تجمعی و آنیل شده در دمای 300 درجه سانتی گراد در اثر تبلورمجدد ناپیوسته ایجاد شد؛ در حالی که با افزایش دما تا 380 درجه سانتی گراد ساختار دستخوش رشد عادی دانه ها و تبلورمجدد پیوسته شد و هیچگونه دوگانگی اندازه دانه در این دما مشاهده نشد. بررسی اثر کرنش اعمالی در اثر سیکل های مختلف نورد تجمعی، نشان داد که یک حداقل کرنش(2سیکل نوردتجمعی) برای دستیابی به ساختار دوگانه نیاز است. در میان نمونه های مورد بررسی در این پژوهش، بیشترین چقرمگی مربوط به نمونه ای بود که پس از 6 سیکل نورد تجمعی، به مدت18000 ثانیهدر دمای 300 درجه سانتی گراد آنیل شده بود. استحکام کششی، انعطاف پذیری و چقرمگی این نمونه به ترتیب83/6مگاپاسکال،55/8% و 46/6 مگا ژول بر متر مربع بود. انرژی اکتیواسیون رشد دانه در محدوده دمایی 300 تا 380 درجه سانتی گراد محاسبه شد و نتایج حاصل از آن نشان داد که با افزایش دما از 300تا 380 درجه سانتی گراد، انرژی اکتیواسیون رشد دانه ها از 40/8 تا 66/4کیلوژول بر مول افزایش پیدا کرد. تغییر در انرژی اکتیواسیون مربوط به انتقال مکانیزم رشد از حالت رشد عادی به رشد غیرعادی بود. کلمات کلیدی نورد تجمعی، ساختار دوگانه اندازه دانه، انرژی اکتیواسیون رشد دانه.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی