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

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Formation and Characterization of Al/Cu Multilayered Composite by Accumulative Roll Bonding and Folding Process
Al/Cu multilayered composite has been successfully synthesized by a new method of severe plastic deformation named accumulative roll bonding and folding (ARBF). The microstructure evolution, mechanical properties and interdiffusion of the multilayered Al/Cu composite were characterized. Fracture surfaces after tensile tests were examined by scanning electron microscopy (SEM). Sintering treatments at temperatures between 300 and 500 ? C were applied to the as-rolled laminates. As increasing the number of ARBF cycle, copper layers were necked and fractured. With increasing ARBF cycles, strength, microhardness and elongation of these composites increased. Observation revealed evidence of a mixture of failure mechanisms: cleavage, ductile failure, and intergranular fracture. The crystallite size of Al and Cu, which calculated using the Rietveld method, was 70nm for aluminum and 50nm for copper after 10 cycles of ARBF. By increasing the number of ARBF cycles, diffusion of Cu atoms was increased. Three different types of phase development were detected in the interface region. As the sintering time and/or temperature increased, the Cu 9 Al 4 phase became dominant.
فرایندهای نورد تجمعی (ARB) و نورد سرد تکراری با تازدن (F R)، دو روش از روش‌های تغییرشکل پلاستیکی شدید هستند که برای تولید کامپوزیت‌های لایه‌ای با دانه‌های بسیار ریز (زیر میکرون) بدون تغییر ابعاد نمونه استفاده می‌شوند. در تحقیق حاضر، روش نورد تجمعی با تازدن‌های میانی (ARBF) به عنوان روشی جدید با داشتن مزایایی نسبت به دو روش ARB و F R معرفی شده است. فرایند ARBF تا 12 سیکل (کرنش معادل 4/10) روی نوارهای آلومینیوم (AA1100) و مس خالص 9/99% برای تولید کامپوزیت لایه‌ای آلومینیوم-مس با موفقیت انجام شد؛ که مرحله اول فرایند شامل آماده‌سازی سطح دو نوار آلومینیومی و مسی با ابعاد یکسان، روی هم قرار دادن آن‌ها، نورد دو ورق با کاهش در ضخامت 50% و اتصال دو نوار به یکدیگر است. آماده‌سازی مجدد سطح کامپوزیت دولایه، یک‌بار تازدن در راستای طولی و نورد مجدد با 50 درصد کاهش در ضخامت ادامه فرایند ساخت کامپوزیت آلومینیوم-مس را تشکیل می‌دهد. به دلیل عدم تغییر ضخامت مادة اولیه، تکرار فرایند تا رسیدن به کرنش‌های بسیار بالا امکان‌پذیر است. تغییرات ساختار لایه‌ها در حین فرایند ARBF توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی نوار‌های کامپوزیتی ARBF شده، از آزمایش‌های کشش تک‌محوری و ریز سختی سنجی استفاده شد. بررسی سطح شکست نمونه‌های ARBF شده پس از انجام آزمایش کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گرفت. همچنین، نفوذ درهم اتم‌های آلومینیوم و مس به وسیله آنالیز‌های عنصری Line scan و X-ray mapping مورد بررسی قرار گرفت. عملیات حرارتی کامپوزیت‌های تولیدی جهت تشکیل کامپوزیت فلز-ترکیب بین‌فلزی نیز انجام شد. نتایج نشان داد که پس از 10 سیکل از فرایند ARBF، کامپوزیت نسبتاً همگن آلومینیوم- مس با توزیع یکنواخت لایه‌های مس در زمینه آلومینیوم به وجود می‌آید. با انجام فرایند ARBF روی کامپوزیت لایه‌ای آلومینیوم-مس تا 10 سیکل، استحکام و سختی حدود 2 و 3 برابر مقدار آن‌ها برای نمونه دولایه اولیه افزایش یافت. نتایج نشان داد که تغییرات خواص مکانیکی حین فرایند ARBF با تغییرات ساختار لایه‌ها مطابقت دارد. همچنین با بررسی سطح شکست مشخص شد که شکست در نمونه‌های کامپوزیتی ARBF شده، به صورت ترکیبی از شکست داکتیل با مکانیزم تشکیل دیمپل‌های برشی و شکست ترد اتفاق افتاده است. علاوه بر آن، بررسی‌های نفوذ حاکی از نفود بیشتر اتم‌های مس نسبت به آلومینیوم است. تشکیل ترکیبات بین‌فلزی Al 2 Cu، Al 4 Cu 9 و AlCu در اثر عملیات حرارتی کامپوزیت‌های آلومینیوم-مس از دیگر نتایج بدست آمده در این پژوهش است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی