Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,MohammadReza Toroghinejad
عباس نجفی زاده (استاد راهنما) محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Roohollah Jamaatikenari
روح الله جماعتی کناری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Microstructure and mechanical properties of aluminum/alumina composite produced by rolling processes
In this study, rolling processes for manufacturing of aluminum/alumina composite were used for first time. Indeed, three major methods for producing the composites were used, which each of methods had unique properties. These methods are consist of: (a) cold roll bonding (CRB), (b) continual annealing and roll bonding (CAR) and (c) accumulative roll bonding (ARB). Also, two various techniques for adding the reinforcement to matrix in each of methods were used. These techniques are consist of: (a) using the alumina particles and (b) using the anodizing process. Therefore, it can be expressed that six methods for producing the aluminum/alumina composites were used. Bond strength between strips and effective parameters on the bond strength were evaluated by peeling test. Microstructural observation during the various methods was investigated by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). In order to investigation of mechanical properties of the produced composites, tensile and hardness tests were used. Evaluating the fractured surfaces of samples were carried out by scanning electron microscopy. The results revealed that when the cycles’ number of process was increased, porosities were decreased and the distribution of alumina particles in the aluminum matrix was improved. Also, tensile strength of the produced composite by the accumulative roll bonding method, improves by 4 times compared to that of the annealed aluminum used as the original raw material. The tensile strength of the composites were increased by increasing the number of cycles while the changes in elongation values were various. Furthermore, the results demonstrated that mechanical properties variations are in agreement with their microstructural observations. Finally, the observations revealed that the failure mode in ARB-processed composites is the shear ductile rupture type. Keywords: Metal matrix composite (MMC), Aluminum alloys, Cold roll bonding (CRB), Continual annealing and roll bonding (CAR), Accumulative roll bonding (ARB), Bond strength, Microstructure, Mechanical properties, Fractography
در این پژوهش، برای اولین بار از فرایندهای مختلف نورد برای ساخت کامپوزیت‌های زمینه فلزی آلومینیم/آلومینا استفاده گردید. در واقع برای تولید این کامپوزیت‌ها از 3 روش اصلی استفاده شد که هر یک از این روش‌ها مزایای منحصر به فردی داشتند. این روش‌ها عبارتند از: الف) نورد اتصالی سرد ( CRB)، ب) آنیل و نورد اتصالی مکرر (CAR) و ج) نورد تجمعی (ARB). همچنین در هر یک از این روش‌ها، دو تکنیک مختلف به منظور اضافه‌کردن ذرات تقویت‌کننده به زمینه استفاده شد. این روش‌ها عبارتند از: الف) استفاده از ذرات آلومینا و ب) استفاده از فرایند آندایزینگ. لذا می‌توان گفت که از 6 روش برای تولید کامپوزیت‌های آلومینیم/آلومینا در این پژوهش استفاده شده است. استحکام پیوند بین ورق‌ها و پارامترهای تأثیرگذار روی آن توسط آزمون پیلینگ مورد ارزیابی قرار گرفت. تغییرات ریزساختاری کامپوزیت‌ها حین فرایندهای مختلف تولید در این پژوهش توسط میکروسکوپ نوری (OM) ومیکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ساخته شده از آزمایش‌های کشش تک‌محوری و سختی‌سنجی استفاده شد. بررسی سطح شکست نمونه‌ها پس از انجام آزمایش کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد سیکل‌های فرایند، تخلخل در نمونه‌ها کاهش یافته و توزیع ذرات آلومینا در زمینه‌ی آلومینیم بهبود می‌یافت. همچنین تولید این کامپوزیت توسط روش نورد تجمعی با استفاده از ذرات آلومینا، منجر به افزایش 4 برابری استحکام کششی نسبت به نمونه‌ی اولیه شد. همچنین افزایش تعداد سیکل منجر به بهبود استحکام کششی در نمونه‌ها می‌شد اما تغییرات مقدار ازدیاد طول برای هر یک از روش‌ها متفاوت بود. به علاوه، نتایج نشان داد که تغییرات خواص مکانیکی حین فرایندهای CRB، CAR و ARB با تغییرات ریزساختاری مطابقت دارد. در نهایت، با بررسی سطح شکست مشخص شد که شکست در کامپوزیت‌های ساخته شده توسط فرایند ARB به صورت داکتیل با مکانیزم تشکیل دیمپل‌های برشی اتفاق افتاده است. کلمات کلیدی: کامپوزیت‌های زمینه فلزی، آلیاژهای آلومینیم، نورد اتصالی سرد (CRB)، آنیل و نورد اتصالی مکرر (CAR)، نورد تجمعی (ARB)، استحکام پیوند، ریزساختار، خواص مکانیکی، بررسی سطوح شکست

ارتقاء امنیت وب با وف بومی