Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad
محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Niloofar Hoseini
نيلوفرسادات حسيني

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
چکيده هدف از انجام اين پژوهش، ايجاد ساختار دوگانه ي اندازه دانه در ورق آلومينيوم 1050، جهت دستيابي به شرايط بهينه از نظر استحکام و انعطاف پذيري، در اثر نورد تجمعي و آنيل است. براي اين منظور نمونه هاي آلومينيومي در دماي محيط و در شرايط بدون روانکاري از 2 تا 8 سيکل تحت عمليات نورد تجمعي قرار گرفتند سپس جهت دستيابي به انعطاف پذيري و چقرمگي مناسب، نمونه هاي نورد تجمعي شده، در دو دماي 300 و 380درجه سانتي گراد و زمان هاي مختلف، آنيل شدند. تغييرات ريزساختاري پس از نورد تجمعي و آنيل، با استفاده از ميکروسکوپ نوري مورد بررسي قرارگرفت؛ همچنين به منظور ارزيابي خواص مکانيکي، از آزمون هاي کشش تک محوري و سختي سنجي استفاده شد. مطالعات ريزساختاري نشان داد ساختار دوگانه ي اندازه دانه در نمونه هاي 4، 6 و 8 سيکل نورد تجمعي و آنيل شده در دماي 300 درجه سانتي گراد در اثر تبلورمجدد ناپيوسته ايجاد شد؛ در حالي که با افزايش دما تا 380 درجه سانتي گراد ساختار دستخوش رشد عادي دانه ها و تبلورمجدد پيوسته شد و هيچگونه دوگانگي اندازه دانه در اين دما مشاهده نشد. بررسي اثر کرنش اعمالي در اثر سيکل هاي مختلف نورد تجمعي، نشان داد که يک حداقل کرنش(2سيکل نوردتجمعي) براي دستيابي به ساختار دوگانه نياز است. در ميان نمونه هاي مورد بررسي در اين پژوهش، بيشترين چقرمگي مربوط به نمونه اي بود که پس از 6 سيکل نورد تجمعي، به مدت18000 ثانيهدر دماي 300 درجه سانتي گراد آنيل شده بود. استحکام کششي، انعطاف پذيري و چقرمگي اين نمونه به ترتيب83/6مگاپاسکال،55/8% و 46/6 مگا ژول بر متر مربع بود. انرژي اکتيواسيون رشد دانه در محدوده دمايي 300 تا 380 درجه سانتي گراد محاسبه شد و نتايج حاصل از آن نشان داد که با افزايش دما از 300تا 380 درجه سانتي گراد، انرژي اکتيواسيون رشد دانه ها از 40/8 تا 66/4کيلوژول بر مول افزايش پيدا کرد. تغيير در انرژي اکتيواسيون مربوط به انتقال مکانيزم رشد از حالت رشد عادي به رشد غيرعادي بود. کلمات کليدي نورد تجمعي، ساختار دوگانه اندازه دانه، انرژي اکتيواسيون رشد دانه.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی