Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Abbas Najafi-zadeh
محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما) عباس نجفي زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Malek Soltani kazemi
مالک سلطاني کاظمي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

An Investigation on the Properties of Nano-Stractured Al-TiC Composite Fabricated by Accumulative Roll Bonding (ARB) Process
; In this study, at first, the effects of different parameters on the bond strength between aluminum strips have been evaluated. Peeling test were used for the evaluation of bond strength between aluminum stripes and then for the investigation of fractured surfaces in the samples after peeling test, Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used. After that for the producing of Aluminum/Titanium carbide composite (Al/TiC), three various methods such as Accumulative Roll Bonding (ARB), cross roll accumulative roll bonding (CRARB) and Continual Annealing and Roll Bonding (CAR) were used. Microstructural variation in the produced composites during the various methods was investigated by Optical Microscopy (OM). In order to the evaluation of mechanical properties of the produced composites, uniaxial tensile test and hardness test were used on the samples. In order to the determination of failure mechanism, the fractured surfaces of samples were evaluated by scanning electron microscopy after the tensile test of the samples. The investigation of texture parameter was performed by the X-ray analysis of the samples. For the evaluation of the samples structural parameters such as subgrain size, microstrain and so on, MAUD software were used. The results show that with the increase of thickness reduction magnitude and the powder grain size, the bond strength between aluminum stripes increases. And also with the increase of the powder content between stripes, bond strength decreases. When the cycle’s number of process increases, the results show that the distribution of TiC particles in metal matrix is improved and the porosities value and the areas without any bond in the joint of metal layers and the joint of the matrix and the powder grain decrease. With the increase of the process cycles number, the tensile strength of the samples increases. The strength increase magnitude of the samples produced by CRARB method is more than the samples produced by ARB method because after 10 process cycles, the tensile strength of the samples produced by ARB and CRARB methods are respectively 2.1 and 1.52 times more than the annealed Aluminium used as the original raw material. The evaluation of the samples’ fractured surfaces shows that the fractured surface of the samples is like shear ductile type. The role of shear stress in the failure of the samples produced by CAR method is less and this role is more in the samples produced by ARB and CRARB methods. And also the texture investigation shows that for the samples produced by CAR method, dominant texture is (111) while for the samples produced by ARB, dominant textures are (200) and (220) and for the samples produced by CRARB method, dominant textures are (200), (220) and (311). The grain sizes in the ARB-processed and CRARB-processed composites after 10 process cycles obtained by MAUD software are equal to 190 nm and 147 nm. Keywords : Metal matrix composite (MMC), Cold roll bonding, Accumulative roll bonding (ARB), Continual annealing and roll bonding (CAR), Bond strength, Microstructure, Mechanical properties, Fractography, texture parameter, electrical resistance, Reitveld method.
چکيده هدف ار انجام اين پژوهش بررسي اثر ميزان کاهش ضخامت، ميزان و اندازه ذرات پودر TiC بر استحکام پيوند نوارهاي آلومينيمي و ساخت کامپوزيت Al/TiC به روش هاي ARB، CRARB و CAR و بررسي و مقايسه خواص آن ها با يکديگر بود. استحکام پيوند بين ورق هاي آلومينيمي توسط آزمون چسبندگي مورد ارزيابي قرار گرفت. سپس براي بررسي سطح ورق هاي باز شده پس از آزمون چسبندگي از ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني روبشي استفاده شد. سپس براي ساخت کامپوزيت Al/TiC از سه روش نورد تجمعي پيوندي(ARB)، نورد تجمعي پيوندي با تغيير جهت نورد به صورت ساعت گرد( CRARB) و نورد پيوندي و آنيل مکرر(CAR) استفاده شد. تغييرات ريزساختاري کامپوزيت هاي ساخته شده توسط روش هاي مختلف با استفاده از ميکروسکوپ نوري بررسي شد. به منظور بررسي خواص مکانيکي نمونه ها آزمايش کشش تک محوري و سختي سنجي روي نمونه ها انجام شد. سپس به منظور تعيين مکانيزم شکست، سطوح شکست نمونه ها پس از انجام آزمون کشش توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي مورد ارزيابي قرار گرفت. براي بررسي پارامتر بافت نمونه ها از الگوي پراش پرتو ايکس نمونه ها استفاده شد. براي محاسبه پارامترهاي ساختاري نمونه ها مانند اندازه دانه فرعي، ميکروکرنش و... از نرم افزار MAUD استفاده شد. نتايج نشان داد که با افزايش ميزان کاهش ضخامت و اندازه ذرات پودر استحکام پيوند بين ورق هاي آلومينيمي افزايش مي يابد و با افزايش ميزان پودر ريخته شده بين ورق ها استحکام پيوند کاهش مي يابد. با افزايش تعداد سيکل هاي نورد توزيع ذرات پودر کاربيد تيتانيم در زمينه فلـزي بهبـود مي يابد و از ميزان تخلخل ها و مناطق بدون پيوند در فصل مشترک لايه هاي فلزي و فصل مشترک زمينه و ذرات پودر کاسته مي شود. با افزايش تعداد سيکل هاي نورد استحکام کششي نمونه ها افزايش مي يابد. ميزان افزايش استحکام نمونه هاي CRARB شده نسبت به نمونه هاي ARB شده به مراتب بيشتر است و پس از 10 سيکل نورد استحکام کششي نمونه هاي CRARB و ARB شده به ترتيب 1/2 و 52/1 برابر نسبت به نمونه اوليه شد. با بررسي سطوح شکست نمونه ها مشخص شد سطح شکست نمونه ها به صورت داکتيل نرم و برشي است. نقش تنش برشي در شکست نمونه هاي CAR شده کمتر و براي نمونه هاي ARB و CRARB شده بيشتر است. بررسي بافت نمونه ها نيز نشان داد که صفحه (111) بافت غالب براي نمونه هاي CAR شده را تشکيل مي دهد. در حالي که براي نمونه هاي ARB شده صفحات غالب (200) و (220) مي باشد و براي نمونه هاي CRARB شده نيز صفـحات غـالب (200)، (220) و (311) است. اندازه دانه نمونه هاي کامپوزيتي ARB و CRARB شده پس از 10 سيـکل نورد توسـط نرم افزار MAUD، m190 و nm 147 به دست آمد. کلمات کليدي : کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي، نورد تجمعي پيوندي (ARB)، نورد پيوندي و آنيل مکرر (CAR)، استحکام پيوند، خواص مکانيکي، بررسي سطوح شکست، پارامتر بافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی