Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad ali Golozar,MohammadReza Toroghinejad
محمدعلی گلعذار (استاد راهنما) محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sepideh Shahrokh Esfahani
سپیده شاهرخ اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Manufacturing of Aluminum-Zinc Oxide Composite by Accumulative Roll Bonding Process and Evaluating Microstructural, Mechanical, and Corrosion Properties
Manufacturing of Aluminum-Zinc Oxide Composite by Accumulative Roll Bonding Process and Evaluating Microstructural, Mechanical, and Corrosion Properties Sepideh Shahrokh Esfahani s.shahrokh@ma.iut.ac.ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree : M. Sc. Language: Farsi Supervisors: Mohammad Reza Toroghinejad, Prof., Email: Toroghi@cc.iut.ac.ir Mohammad Ali Golozar, Prof., Email: Golozar@cc.iut.ac.ir In this study, accumulative roll bonding process was used for manufacturing of aluminum/zinc oxide composite and monolithic samples. In this respect, effect of zinc oxide particles on bond strength of aluminum sheets was elaborately quantified. Then, composites with different zinc oxide volume percentage were produced, and compared with those without reinforcement. Heating of powder particles (in 200?C for 2 hours) was then studied, followed by manufacturing of composite samples with heated zinc oxide. Moreover, bond strength between strips in the presence of zinc oxide particles was evaluated by peeling test and microstructural observation during different ARB cycles. Tensile and hardness test were chosen as performance measurements and evaluation was extended to the fracture surfaces through scanning electron microscopy. Using the tools provided by Rietveld, the XRD patterns were analyzed leading to computing the dislocation density of monolithic and composites. Also, a variety of measurements including corrosion current density, corrosion potential and pitting sensitivity of samples were made by cyclic polarization test. Our results indicate that the higher percentage of reinforcement leads to the weaker bond strength. Furthermore, experiments showed that one can activate different strengthening mechanisms by increasing the cycle’s number of ARB process, which consequently improves the tensile strength. Moreover, it was conjectured that due to the agglomerated reinforcement the composite samples had a lesser tensile strength compared to that of monolithic ones. The mechanical properties had a good correlation with their corresponding microstructural observations. It was also observed a co-existence of the ductile and shear zones with agglomerated zones in fracture surfaces of composite. Finally, it was observed that neither zinc oxide reinforcement, nor the ARB process, could significantly affect the corrosion current density or the corrosion potentials of samples. Key words : Aluminum zinc oxide composite, Accumulative Roll Bonding Process (ARB), Bond strength, Microstructure, Mechanical properties, Fractography, Dislocation density, Cyclic polarization
هدف از این پژوهش ساخت کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی به روش نورد تجمعی و بررسی خواص ریز ساختاری، مکانیکی و رفتار خوردگی بود. در این راستا ابتدا اثر حضور ذرات تقویت کننده ی اکسید روی بر استحکام پیوند لایه های آلومینیوم خالص مورد ارزیابی قرار گرفت. استحکام پیوند لایه ها پس از افزودن ذرات توسط آزمون لایه کنی بررسی گردید و در ادامه کامپوزیت های دارای درصدهای مختلف از ذرات اکسید روی ساخته شدند. به منظور بررسی چسبندگی ذرات اکسید روی به یکدیگر، ذرات تقویت کننده ی اکسید روی در دمای 200 درجه ی سانتیگراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. پس از آن، نمونه های کامپوزیتی با درصدهای حجمی متفاوت از ذرات تقویت کننده ساخته شدند. تغییرات ریز ساختاری کامپوزیت ها توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی بررسی گردید. ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت های ساخته شده توسط آزمون های کشش تک محوری و سختی سنجی انجام شد و با نمونه های غیر کامپوزیتی مقایسه گردید. بررسی سطوح شکست نمونه ها پس از آزمون کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. محاسبه ی چگالی نابجایی ها بخش دیگری از این پژوهش بود که توسط روش ریت- ولد انجام گردید. در بخش مربوط به بررسی رفتار خوردگی، چگالی جریان خوردگی و حساسیت به حفره دار شدن نمونه ها توسط آزمون پلاریزاسیون سیکلی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویت کننده استحکام پیوند میان لایه ها کاهش یافت. با افزایش سیکل های فرایند، افزایش استحکام در نتیجه ی مکانیزم های متعدد استحکام بخشی مشاهده شد. ذرات کلوخه شده در ساختار نمونه های کامپوزیتی مشاهده و با افزایش نورد همچنان در ساختار نمونه ها حضور داشت. عدم فعال شدن مکانیزم استحکام بخشی در کامپوزیت ها در نتیجه ی عدم توزیع یکنواخت در ساختار از دیگر نتایج این پژوهش بود. همچنین تغییرات خواص مکانیکی حین فرایند با تغییرات ریزساختاری مطابقت داشت. مطابقت سطوح شکست نیز با نتایج حاصل از استحکام کششی نمونه ها بررسی شد و در نمونه های کامپوزیتی حضور لایه ای از کلوخه ذرات تقویت کننده در سطوح شکست علاوه بر مناطق مربوط به شکست نرم و شکست برشی مشاهده گردید. آزمون پلاریزاسیون سیکلی نمونه ها حاکی از عدم تغییرات چشمگیر چگالی جریان خوردگی و پتانسیل خوردگی در اثر اعمال فرایند و همچنین حضور ذرات تقویت کننده بود. کلمات کلیدی: کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی، نورد تجمعی، استحکام پیوند، ریز ساختار، خواص مکانیکی، بررسی سطوح شکست، محاسبه ی چگالی نابجایی، پلاریزاسیون سیکلی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی