Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,MohammadReza Toroghinejad
سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد راهنما) محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Tolouei
احسان طلوعي

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Mechanical properties evaluation of aluminium composite with brass particle as reinforcement produced by accumulative roll bonding (ARB)
In this study, aluminum composite including brass particles was produced by accumulative roll bonding. Brass mesh was used as reinforcement between the aluminum sheets. First, peeling test was performed to study the effect of various parameters on the bond strength of two aluminum layers in presence of brass mesh after cold roll bonding. Then, fractured sections were examined by scanning electron and optical microscopy. The results showed that, bonding was improved by increasing the reduction of thickness and initial thickness of aluminum layers. Also pre-rolling and post-rolling annealing increased the bond strength. After roll bonding to 50% reduction in each cycle, samples were cut in half, stacked and again roll-bonded to 50% reduction in the next cycle. 3 and 6 weight percent of brass in odd cycles from 1 to 9 was provided. In order to study the effect of brass mesh on the composites properties, aluminum sheet samples were roll bonded in the absent of brass mesh in similar cycles and rolling conditions. Microstructural examinations by optical and scanning electron microscopes showed that even at high cycles, distribution of brass particles in the matrix was not uniform and areas without brass particles was observed. Discontinuity at interfaces between matrix and particles and micro-cracks at interfaces were also observed. Examination of mechanical properties was performed by strength, hardness and micro-hardness tests. Increasing tensile strengths of 60 to 170 MPa after annealing and after 9 cycles were observed, respectively. But, there was not tangible difference in the strength between 3% and 6% composites and non-composite samples. Hardness was increased from 22 to 55 Vickers after 9 cycles in 6% composite. Fractured surfaces were investigated by scanning electron microscopy; ductile fracture was evident by dimples on the surfaces. Crystallographic texture was studied in 3% composite x-ray diffraction. Appearance of Copper and Dillamore components as major components were observed in all cycles and finally showed 17×R intensities after 9 cycles. Key words: Cold roll bonding, Accumulative roll bonding, Fractured surfaces, Mechanical roperties, Texture components
چکيده در اين پژوهش کامپوزيت آلومينيوم با ذرات تقويت کننده ي برنجي به روش نورد پيوند تجمعي ساخته شد. فاز تقويت کننده به صورت توري برنجي بين ورق هاي آلومينيوم قرار گرفت. در ابتدا پارامترهاي تاثير گذار بر چسبندگي دو ورق در حضور توري برنجي در فرايند نورد سرد پيوندي توسط آزمون لايه کني مورد بررسي قرار گرفت. سطوح شکست پس از آزمون لايه کني توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي و نوري مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد با افزايش درصد کاهش ضخامت و افزايش ضخامت اوليه ورق آلومينيومي ميزان چسبندگي بهبود مي يابد. عمليات آنيل قبل و بعد از فرايند نورد سرد پيوندي نيز بهبود چسبندگي را سبب شد. در روش نورد پيوندي تجمعي پس از اعمال 50% کاهش ضخامت در هر سيکل، نمونه ها از وسط برش داده شد و روي همديگر قرار گرفت و در سيکل‌هاي بعدي دوباره کاهش ضخامت 50% اعمال شد. کامپوزيت هاي 3% و 6% وزني برنج در سيکل هاي فرد از 1 تا 9 سيکل تهيه شد. به منظور مقايسه ي خواص کامپوزيت، نمونه هاي ورق آلومينيوم بدون حضور توري برنجي نيز در سيکل ها و شرايط نورد مشابه نمونه هاي کامپوزيتي تهيه گرديد. بررسي هاي ريز ساختاري توسط ميکروسکوپ نوري و الکتروني روبشي نشان داد حتي در سيکل هاي نهايي توزيع ذرات برنجي در زمينه بطور يکنواخت صورت نگرفته است و مناطق خالي از ذرات قابل مشاهده مي باشد. بررسي هاي دقيق تر در فصل مشترک عدم پيوستگي بين ذرات و زمينه همچنين حضور ميکرو ترک ها در فصل مشترک را نشان داد. بررسي خواص مکانيکي توسط آزمون هاي کشش، سختي و ميکروسختي انجام شد. افزايش استحکام طي فرايند از 60 مگاپاسگال در نمونه ي آنيل شده تا حدود 170 مگاپاسگال پس از اعمال 9 سيکل مشاهده شد اما اختلاف محسوسي بين استحکام نمونه هاي بدون ذره و کامپوزيت هاي 3 و 6 درصد وزني مشاهده نشد. نتايج آزمون سختي افزايش سختي از 22 تا 55 ويکرز در نمونه ي اوليه تا سيکل 9 کامپوزيت 6 درصد وزني را نشان داد. بررسي سطوح شکست کامپوزيت توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي مکانيزم شکست نرم با مشاهده ي ديمپل ها در سطوح شکست را تاييد نمود. بررسي هاي بافت کامپوزيت 3% وزني توسط دستگاه پراش پرتو ايکس انجام شد؛ حضور مولفه هاي مس و ديلامور به عنوان مولفه هاي اصلي در تمامي سيکل ها قابل مشاهده بود و شدت 17 برابر ميزان اتفاقي براي اين دو مولفه پس از 9 سيکل مشاهده شد. کاهش شدت مولفه ها در سيکل سوم نسبت به سيکل پنجم و پديدار شدن مولفه ي گوس ناشي از پديده ي تبلورمجدد در تصاوير قطبي و تابع توزيع جهت مشاهده شد. کلمات کليدي: کامپوزيت آلومينيوم- برنج، نورد سرد پيوندي، نورد پيوند تجمعي، ورق آلومينيوم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی