Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Fakhreddin Ashrafizadeh
محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Akhavan
سعید اخوان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Production of nano-structured 5083 aluminum alloy by ARB process and evaluation microstructure, mechanical properties and texture
Accumulative roll bonding (ARB) is a severe plastic deformation process for achieving ultra-fine grains in metallic sheets without changing the sample dimensions. In this study, ARB process was carried out on 5083 aluminum alloy sheets up to 6 cycles. In this process, the surfaces of the strips to be joined are roughened and cleaned and then stacked. After stacking, the specimen is roll-bonded by rolling using a 50% reduction. The rolled specimen is cut into two halves, and the above-mentioned procedure is repeated for several times. Microstructural characterizations were analyzed by transmition electron microscopy (TEM). Tension and Vickers hardness tests were performed on produced sheets for evaluating their mechanical properties. In order to clarify the failure mode, fracture surfaces after tensile tests were observed by scanning electron microscopy (SEM). Moreover the texture parameter of the ARB-ed samples was calculated using their XRD patterns and the related equation. Additionally, the texture evolution during the ARB rocess was demonstrate by analyzing the measured pole figures and orientation distribution functions (ODF) and skeleton lines. The results indicated that at the early stages of ARB process, grains were subdivided by deformation induced boundaries. After several ARB cycles, lamellar structure elongated in the rolling direction contains lamellar boundaries was formed. With increasing the strain, mean spacing of lamellar boundaries decreased. Finally, continuous recrystallization resulted in a microstructure covered with small recrystallized grains with an average diameter below 100 nm at the end of four cycle. The tensile strength and hardness of the 6 cycle ARB processed 5083 aluminum alloy sheet increased about two and three times of the initial values, respectively. Results indicated conformity between mechanical evolutions and microstructural changes during ARB process. Fracture surfaces observations showed that failure mode in ARB processed aluminum is shear ductile rupture with elongated small dimples. Texture analysis revealed fiber textures have been discovered with continiuose of the ARB process cupper. Brass, S and dillamor textures identify which their differences are in intensity of ARB process.
فرایند نورد تجمعی (ARB) یکی از روش‌های تغییر شکل پلاستیکی شدید است که برای رسیدن به مواد فلزی با دانه‌های بسیار ریز (زیر میکرون) بدون تغییر ابعاد ورق استفاده می‌شود. در پژوهش حاضر فرایند ARB تا 6 سیکل (کرنش معادل 8/4) روی ورق آلومینیوم 5083 با موفقیت انجام شد. هر سیکل فرایند شامل مراحل آماده‌سازی سطح دو ورق آلومینیومی یکسان، روی هم قرار دادن آن ها، نورد دو ورق با کاهش ضخامت 50% و برش در راستای طولی ورق پس از نورد می‌باشد. به دلیل عدم تغییر ضخامت مادة اولیه، تکرار فرایند تا رسیدن به کرنش‌های بسیار بالا امکان‌پذیر است. تغییرات ریزساختاری حین فرایند ARB توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی ورق‌های آلومینیومی ARB شده از آزمایش‌های کشش تک‌محوری و سختی سنجی استفاده شد. بررسی سطح شکست نمونه‌های ARB شده پس از انجام آزمایش کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گرفت. علاوه بر آن بافت در فاصله 25/. میلی متری، ازسطح نمونه‌ها توسط اندازه‌گیری پارامتر بافت و شکل‌های قطبی و توابع توزیع جهت (ODF) حاصل از دستگاه پراش پرتو ایکس مجهز به زاویه‌یاب ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در مراحل اولیة فرایند ARB دانه‌های اصلی توسط مرزهای ناشی از تغییر شکل تفکیک شده و سپس با افزایش سیکل ARB ساختار لایه‌‌ای متشکل از مرزهای لایه‌ای موازی با جهت نورد به وجود آمد. در سیکل‌های بالاتر فاصلة‌ مرزهای لایه‌ای کاهش یافته و نهایتاً با افزایش بیشتر کرنش تا سیکل چهارم در اثر وقوع تبلور مجدد پیوسته ساختاری متشکل از دانه‌هایی با اندازه دانة کمتر از 100 نانومتر حاصل شد. با انجام فرایند ARB روی ورق آلومینیوم 5083 تا شش سیکل استحکام و سختی ورق‌ها حدود 2 و 3 برابر مقدار اولیه افزایش یافت. نتایج نشان داد که تغییرات خواص مکانیکی حین فرایند ARB با تغییرات ریزساختاری مطابقت دارد. همچنین با بررسی سطح شکست مشخص شد که شکست در ورق آلومینیومی ARB شده به صورت داکتیل با مکانیزم تشکیل دیمپل‌های برشی اتفاق افتاده است. علاوه بر آن بررسی‌های بافت حاکی از به وجود آمدن بافت های رشته ای به صورت مشخص می باشد. با ادامه فرایند ARB مؤلفه های مس، برنج، S و دیلامور ظاهر شدند که فقط شدت هایشان در طول ARB با هم فرق می کند. کلمات کلیدی: تغییر شکل پلاستیکی شدید، فرایند نورد تجمعی- پیوندی (ARB)، آلومینیوم 5083، ریز ساختار، استحکام کششی، شکست نگاری، بافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی