Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,MohammadReza Toroghinejad
عباس نجفي زاده (استاد راهنما) محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Roohollah Jamaatikenari
روح الله جماعتي کناري

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 اين پژوهش، براي اولين بار از فرايندهاي مختلف نورد براي ساخت کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي آلومينيم/آلومينا استفاده گرديد. در واقع براي توليد اين کامپوزيت‌ها از 3 روش اصلي استفاده شد که هر يک از اين روش‌ها مزاياي منحصر به فردي داشتند. اين روش‌ها عبارتند از: الف) نورد اتصالي سرد ( CRB)، ب) آنيل و نورد اتصالي مکرر (CAR) و ج) نورد تجمعي (ARB). همچنين در هر يک از اين روش‌ها، دو تکنيک مختلف به منظور اضافه‌کردن ذرات تقويت‌کننده به زمينه استفاده شد. اين روش‌ها عبارتند از: الف) استفاده از ذرات آلومينا و ب) استفاده از فرايند آندايزينگ. لذا مي‌توان گفت که از 6 روش براي توليد کامپوزيت‌هاي آلومينيم/آلومينا در اين پژوهش استفاده شده است. استحکام پيوند بين ورق‌ها و پارامترهاي تأثيرگذار روي آن توسط آزمون پيلينگ مورد ارزيابي قرار گرفت. تغييرات ريزساختاري کامپوزيت‌ها حين فرايندهاي مختلف توليد در اين پژوهش توسط ميکروسکوپ نوري (OM) وميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. به منظور ارزيابي خواص مکانيکي کامپوزيت‌هاي ساخته شده از آزمايش‌هاي کشش تک‌محوري و سختي‌سنجي استفاده شد. بررسي سطح شکست نمونه‌ها پس از انجام آزمايش کشش با ميکروسکوپ الکتروني روبشي انجام گرديد. نتايج نشان داد که با افزايش تعداد سيکل‌هاي فرايند، تخلخل در نمونه‌ها کاهش يافته و توزيع ذرات آلومينا در زمينه‌ي آلومينيم بهبود مي‌يافت. همچنين توليد اين کامپوزيت توسط روش نورد تجمعي با استفاده از ذرات آلومينا، منجر به افزايش 4 برابري استحکام کششي نسبت به نمونه‌ي اوليه شد. همچنين افزايش تعداد سيکل منجر به بهبود استحکام کششي در نمونه‌ها مي‌شد اما تغييرات مقدار ازدياد طول براي هر يک از روش‌ها متفاوت بود. به علاوه، نتايج نشان داد که تغييرات خواص مکانيکي حين فرايندهاي CRB، CAR و ARB با تغييرات ريزساختاري مطابقت دارد. در نهايت، با بررسي سطح شکست مشخص شد که شکست در کامپوزيت‌هاي ساخته شده توسط فرايند ARB به صورت داکتيل با مکانيزم تشکيل ديمپل‌هاي برشي اتفاق افتاده است. کلمات کليدي: کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي، آلياژهاي آلومينيم، نورد اتصالي سرد (CRB)، آنيل و نورد اتصالي مکرر (CAR)، نورد تجمعي (ARB)، استحکام پيوند، ريزساختار، خواص مکانيکي، بررسي سطوح شکست

ارتقاء امنیت وب با وف بومی