Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Hossein Edris,Fakhreddin Ashrafizadeh
محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Aryan Eghbali miandoab
آرین اقبالی میاندوآب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Evaluation of Structure and Mechanical Properties of Multi Layered AITi Composite Produced by Accumulative Roll Bonding (ARB) Process
Evaluation of Structure and Mechanical Properties of Multi Layered Al/Ti Composite Produced by Accumulative Roll Bonding (ARB) Process Ashrafif@cc.iut.ac.ir Techniques of severe plastic deformation have been of continual interest in the production of novel metallic microstructures. Among these techniques, accumulative roll bonding has been extensively used to produce multi-layered composites. ARB process can be used as an innovative and appropriate way of multi-layer composite production for the sake of its simplicity and cheaper primary commodity. Multi-layered Al/Ti composites were produced by accumulative roll bonding (ARB) process using Al 1100 and commercial Ti sheets. Sheets were cut into 5cm×10 cm in size and degreased with acetone and wire brushed. Al sheets 500?m thick and Ti sheets 600?m thich were used in this study. After degreasing with acetone and scratch brushing by circular steel brush, the brushed sheets were stacked in the manner of two aluminum layers clad alternatively to one titanium layer. Roll bonding was conducted under the condition that the reduction in thickness per cycle was 50%. This 1.8 mm multilayer sample was rolled down to 0.8 mm thick. The roll-bonded sheet was cut into two sheets of initial dimensions. The sample was scratch brushed, stacked and then rolled again. This procedure was repeated for up to eight cycles. In this process, it was observed that Ti layers necked and fractured as accumulative roll bonding passes increased. multilayered Al/Ti composite with homogeneously distributed fragmented Ti layers in aluminum matrix was produced After eight ARB passes. Structure and mechanical properties of these multi-layer composites were evaluated at different passes of ARB process. During ARB, it was observed that the strength and micro-hardness of produced composites increased as the strain increased with the number of ARB passes. The maximum tensile strength reached 360 MPa at the eighth cycle. Microhardness of Al and Ti layers experienced a sharp rise after eight cycles of ARB from 28 VHN and 187 VHN to 71 VHN and 315 VHN. Fracture surface of the samples after the tensile test were examined using scanning electron microscopy (SEM). Observation revealed evidence of a mixture of mechanisms: cleavage and ductile failure. The crystallite size of Al and Ti were calculated using MAUD software that based on Riet-Veld method. transmission electron microscopy micrograph showed that the Al grain size reached to 300 nanometer after 8 cycles of ARB. It was observed that the layer thickness of diffused atoms between Al and Ti were increased by increasing the number of ARB cycles. X-ray diffraction patterns of the rolled samples show that there is no new crystalline phase. Heat
: فرایند نورد تجمعی (ARB) از فرایندهای تغییر شکل پلاستیکی شدید می‌باشد که اخیراً برای ساخت کامپوزیت‌های لایه‌ای فلزی فوق ریز دانه مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر کامپوزیت لایه‌ای آلومینیم- تیتانیم توسط روش نورد تجمعی تولید شد. فرایند ARB تا 8 سیکل بر روی Al (AA1100) و تیتانیم خالص تجارتی انجام شد. نوارها به ابعاد cm 5cm×10 برش خورده و در استون به مدت 10 دقیقه چربی‌زدایی شدند. برس‌کاری توسط دریل و برس خورشیدی در جهت طولی نوارها انجام شد. ساندویچ اولیه شامل دو نوار آلومینیمی به ضخامت mm 5/0 و یک نوار تیتانیمی با ضخامت 6/0 در بین آن‌ها بود. پس از انجام نورد با 50% کاهش در ضخامت، نوار تولید شده در راستای طولی از وسط برش خورده و پس از برس‌کاری روی هم قرار گرفته و نورد شدند. این روند تا 8 سیکل ادامه یافت. برای بررسی تغییرات لایه‌های آلومینیم و تیتانیم در نمونه کامپوزیتی و همچنین چگونگی ایجاد پیوند بین لایه‌ها از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. از تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری به عنوان شاهدی برای ریز شدن دانه‌ها استفاده شد. آزمون لایه‌کنی برای بدست آوردن استحکام پیوند در شرایط مختلف نورد انجام شد. برای بررسی خواص مکانیکی نمونه‌ها آزمون ریزسختی سنجی و کشش تک محوری در پاس‌های مختلف انجام شد. آنالیز عنصری خطی برای بررسی نفوذ درهم اتم‌های آلومینیم و تیتانیم انجام شد. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه‌ها در سیکل‌های مختلف فرایند حضور فاز جدید را در نمونه‌ها نشان نداد. سطح شکست نمونه‌های کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. شکست در نمونه‌ها به صورت ترکیبی از شکست نرم و ترد اتفاق افتاد. عملیات حرارتی روی نمونه‌های کامپوزیتی صورت گرفت. نمونه‌های 8 سیکل ARB شده در 3 دمای 550، 600 و 700 درجه سانتی‌گراد تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. با توجه به الگوی پراش پرتو ایکس نمونه‌ها و نتایج آنالیز عنصری EDS فاز جدید، Al 3 Ti تشخیص داده شد. برای بررسی تاثیر کرنش اعمالی بر روی نفوذ اتم‌ها، نمونه‌های کامپوزیتی پس از 4، 6 و 8 سیکل از فرایند ARB در دمای 600 درجه سانتی‌گراد و به مدت 10 دقیقه عملیات حرارتی شده و الگوی پراش پرتو ایکس مربوط به آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد با افزایش کرنش اعمالی نرخ نفوذ افزایش می‌یابد. الگوهای پراش پرتو ایکس مربوط به نمونه‌های کامپوزیتی در سیکل‌های مختلف فرایند ARB توسط روش ریت-ولد به وسیله نرم افزار MAUD تحلیل شد. با استفاده از این نرم افزار اندازه دانه فرعی آلومینیم و تیتانیم، میکروکرنش و دانسیته نابجایی‌ها در سیکل‌های مختلف فرایند، بدست آمد. کلمات کلیدی: تغییر شکل پلاستیکی شدید، نورد تجمعی، کامپوزیت لایه‌ای آلومینیم- تیتانیم، خواص مکانیکی، ترکیب بین فلزی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی