Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Abbas Najafi-zadeh
محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما) عباس نجفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Malek Soltani kazemi
مالک سلطانی کاظمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

An Investigation on the Properties of Nano-Stractured Al-TiC Composite Fabricated by Accumulative Roll Bonding (ARB) Process
; In this study, at first, the effects of different parameters on the bond strength between aluminum strips have been evaluated. Peeling test were used for the evaluation of bond strength between aluminum stripes and then for the investigation of fractured surfaces in the samples after peeling test, Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used. After that for the producing of Aluminum/Titanium carbide composite (Al/TiC), three various methods such as Accumulative Roll Bonding (ARB), cross roll accumulative roll bonding (CRARB) and Continual Annealing and Roll Bonding (CAR) were used. Microstructural variation in the produced composites during the various methods was investigated by Optical Microscopy (OM). In order to the evaluation of mechanical properties of the produced composites, uniaxial tensile test and hardness test were used on the samples. In order to the determination of failure mechanism, the fractured surfaces of samples were evaluated by scanning electron microscopy after the tensile test of the samples. The investigation of texture parameter was performed by the X-ray analysis of the samples. For the evaluation of the samples structural parameters such as subgrain size, microstrain and so on, MAUD software were used. The results show that with the increase of thickness reduction magnitude and the powder grain size, the bond strength between aluminum stripes increases. And also with the increase of the powder content between stripes, bond strength decreases. When the cycle’s number of process increases, the results show that the distribution of TiC particles in metal matrix is improved and the porosities value and the areas without any bond in the joint of metal layers and the joint of the matrix and the powder grain decrease. With the increase of the process cycles number, the tensile strength of the samples increases. The strength increase magnitude of the samples produced by CRARB method is more than the samples produced by ARB method because after 10 process cycles, the tensile strength of the samples produced by ARB and CRARB methods are respectively 2.1 and 1.52 times more than the annealed Aluminium used as the original raw material. The evaluation of the samples’ fractured surfaces shows that the fractured surface of the samples is like shear ductile type. The role of shear stress in the failure of the samples produced by CAR method is less and this role is more in the samples produced by ARB and CRARB methods. And also the texture investigation shows that for the samples produced by CAR method, dominant texture is (111) while for the samples produced by ARB, dominant textures are (200) and (220) and for the samples produced by CRARB method, dominant textures are (200), (220) and (311). The grain sizes in the ARB-processed and CRARB-processed composites after 10 process cycles obtained by MAUD software are equal to 190 nm and 147 nm. Keywords : Metal matrix composite (MMC), Cold roll bonding, Accumulative roll bonding (ARB), Continual annealing and roll bonding (CAR), Bond strength, Microstructure, Mechanical properties, Fractography, texture parameter, electrical resistance, Reitveld method.
هدف ار انجام این پژوهش بررسی اثر میزان کاهش ضخامت، میزان و اندازه ذرات پودر TiC بر استحکام پیوند نوارهای آلومینیمی و ساخت کامپوزیت Al/TiC به روش های ARB، CRARB و CAR و بررسی و مقایسه خواص آن ها با یکدیگر بود. استحکام پیوند بین ورق های آلومینیمی توسط آزمون چسبندگی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس برای بررسی سطح ورق های باز شده پس از آزمون چسبندگی از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. سپس برای ساخت کامپوزیت Al/TiC از سه روش نورد تجمعی پیوندی(ARB)، نورد تجمعی پیوندی با تغییر جهت نورد به صورت ساعت گرد( CRARB) و نورد پیوندی و آنیل مکرر(CAR) استفاده شد. تغییرات ریزساختاری کامپوزیت های ساخته شده توسط روش های مختلف با استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نمونه ها آزمایش کشش تک محوری و سختی سنجی روی نمونه ها انجام شد. سپس به منظور تعیین مکانیزم شکست، سطوح شکست نمونه ها پس از انجام آزمون کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی پارامتر بافت نمونه ها از الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها استفاده شد. برای محاسبه پارامترهای ساختاری نمونه ها مانند اندازه دانه فرعی، میکروکرنش و... از نرم افزار MAUD استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان کاهش ضخامت و اندازه ذرات پودر استحکام پیوند بین ورق های آلومینیمی افزایش می یابد و با افزایش میزان پودر ریخته شده بین ورق ها استحکام پیوند کاهش می یابد. با افزایش تعداد سیکل های نورد توزیع ذرات پودر کاربید تیتانیم در زمینه فلـزی بهبـود می یابد و از میزان تخلخل ها و مناطق بدون پیوند در فصل مشترک لایه های فلزی و فصل مشترک زمینه و ذرات پودر کاسته می شود. با افزایش تعداد سیکل های نورد استحکام کششی نمونه ها افزایش می یابد. میزان افزایش استحکام نمونه های CRARB شده نسبت به نمونه های ARB شده به مراتب بیشتر است و پس از 10 سیکل نورد استحکام کششی نمونه های CRARB و ARB شده به ترتیب 1/2 و 52/1 برابر نسبت به نمونه اولیه شد. با بررسی سطوح شکست نمونه ها مشخص شد سطح شکست نمونه ها به صورت داکتیل نرم و برشی است. نقش تنش برشی در شکست نمونه های CAR شده کمتر و برای نمونه های ARB و CRARB شده بیشتر است. بررسی بافت نمونه ها نیز نشان داد که صفحه (111) بافت غالب برای نمونه های CAR شده را تشکیل می دهد. در حالی که برای نمونه های ARB شده صفحات غالب (200) و (220) می باشد و برای نمونه های CRARB شده نیز صفـحات غـالب (200)، (220) و (311) است. اندازه دانه نمونه های کامپوزیتی ARB و CRARB شده پس از 10 سیـکل نورد توسـط نرم افزار MAUD، m190 و nm 147 به دست آمد. کلمات کلیدی : کامپوزیت‌های زمینه فلزی، نورد تجمعی پیوندی (ARB)، نورد پیوندی و آنیل مکرر (CAR)، استحکام پیوند، خواص مکانیکی، بررسی سطوح شکست، پارامتر بافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی