Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد راهنما) محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Safiri
مریم صفیری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

In-situ fabrication of Al-TiAl3 composite by accumulative roll bonding and annealing
Metal matrix composites attracted a lot of attention due to their special properties such as high fatigue resistance, good dimensional stability and great strength to weight ratio. Titanium aluminides are used in space and automobile industries because of great features such as low density and good corrosion resistance at high temperatures. Titanium aluminides can be produced by reaction between titanium particles and aluminum matrix. For this purpose, two accumulative roll bonding (ARB) and annealing process have been used. At first, Ti particles (with average size of 48 µ) have been dispersed through Al foils by ARB and then these Ti particles changes into TiAl 3 during an in-situ reaction . Applying more rolling cycles creates a uniform distribution of particles in the matrix and a strong mechanical bond at the interface that results in mechanical activation in this area (interface). Moreover, post-rolling annealing cause thermal activation in reaction between Ti particles and Al matrix, so that facilitates TiAl 3 formation. Therefore distribution of particles, morphology, microsctructure and interface of reinforcements have been studied by optical microscope, x-ray diffraction, scanning electron microscope, field-emission scanning electron microscope and electron probe micro analysis. Al-TiAl 3 composite formed by 20 rolling cycles and annealing after 5 and 9 cycles (2 hours at 430?C) and 12, 17 and 20 cycles (2 hours at 600 ?C) showed the most amount of TiAl 3. Particles with size of 200 nm have been also observed in this composite. The area covered by particles reached to 22%. Microhardness of this composite increased from 25 vickers (hardness of annealed aluminum foil) to 59 vickers.
کامپوزیت های زمینه فلزی به دلیل داشتن خواصی نظیر مقاومت به خستگی زیاد، نسبت استحکام به وزن و پایداری ابعادی بالا توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. کامپوزیت های زمینه آلومینیومی یکی از انواع پرکاربرد آن هاست. آلومینایدهای تیتانیم به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب نظیر چگالی کم و مقاومت به خوردگی مناسب در دماهای بالا همواره کاربرد های فراوانی در صنایع خودروسازی و هوافضا داشته اند. هدف از انجام این پژوهش تولید کامپوزیت Al-TiAl 3 در حالت جامد و به صورت درجا می باشد. در واقع در این تحقیق از کوپل دوره ای فرآیندهای نورد تجمعی و آنیل (به صورت فرآیند سنتز احتراقی) استفاده شده است. از این رو جهت تولید کامپوزیت Al-TiAl 3 ابتدا ذرات تیتانیم (با اندازه میانگین 48 میکرون) توسط فرآیند نورد تجمعی بین ورق های آلومینیومی توزیع شده و سپس توسط عملیات آنیل ذرات تیتانیم مذکور با زمینه واکنش داده و به صورت درجا به ترکیب بین فلزی TiAl 3 تبدیل گردیده است. اعمال تعداد سیکل های بیشتر نورد منجر به توزیع یکنواخت ذرات تقویت کننده درون زمینه و همچنین ایجاد پیوند مکانیکی قوی در فصل مشترک ذرات شده که می تواند منجر به فعال سازی مکانیکی در آن ناحیه شود. همچنین عملیات حرارتی پس از هر دوره نورد تجمعی باعث فعال سازی حرارتی در واکنش بین ذرات تیتانیم و زمینه ی آلومینیوم شده به طوریکه تشکیل TiAl 3 را تسهیل می نماید. از اینرو توزیع ذرات درون زمینه، مورفولوژی، ساختار و فصل مشترک ذرات تقویت کننده توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و گسیل میدانی، طیف‌سنجی انرژی پرتو ایکس، پراش پرتو ایکس و ریزکاو الکترونی بررسی شد. بیشترین میزان تشکیل ترکیب بین فلزی در کامپوزیت Al-TiAl 3 ساخته شده توسط 20 سیکل نورد تجمعی با اعمال فرآیند آنیل پس از سیکل های 5 و 9 (هربار 2 ساعت در دمای C?430) و سیکل های 12، 17 و 20 (هر بار 2 ساعت در دمای C?600) مشاهده شد. اندازه ذرات تقویت کننده در این کامپوزیت به حداقل 200 نانومتر رسید. سطح پوشیده شده از ذرات نیز در این کامپوزیت برابر 22% محاسبه شد. سختی این کامپوزیت از مقدار 25 ویکرز (سختی ورق آلومینیوم آنیل شده) به 59 ویکرز افزایش یافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی