Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Hossein Edris
محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما) حسين ادريس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Nooryan
سيدعلي نوريان نجف آبادي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation of Microstructure and Mechanical Properties of Hybrid Composite of Aluminum/ Alumina/ Boron Carbide Produced by Rolling Procsses
In this study, hybrid aluminum/ alumina/ boron carbide composites were produced by accumulative roll bonding process. Boron carbide was added to matrix in the form of powder, but the alumina was introduced to matrix using anodizing process of alumina layer. In order to finding the optimal amount of reinforcement particles, and amount of reduction in the thickness of layers in rolling process, peeling test was performed. Welding efficiency values of peeling test for different samples were calculated and among them the best samples which were produced with optimal conditions were determined. The microstructure of produced composite with optimal conditions was investigated using optical and scanning electron microscope. Hardness, uniaxial tensile and shear punch tests were performed to evaluate the mechanical properties of composites. Fracture surfaces of the specimens after tensile test were investigated using scanning electron microscope. The results revealed that when the number of rolling cycles increased, the distribution of reinforcement particles in matrix and interfaces between particles and matrix were optimized and porosities decreased. The results of mechanical tests showed that increase in reinforcement amount and number of rolling cycles result in enhancement of hardness, tensile and shear strength. Additionally, it was shown that alterations of mechanical properties are consistent with microstructure changes. Finally, investigation of fracture surfaces revealed that the type of fracture is ductile with formation of shear porosities. Keywords: hybrid aluminum/ alumina/ boron carbide composite, accumulative roll bonding process, peeling test, microstructure, tensile strength, shear punch test, fracture surfaces
چکيده در اين پژوهش کامپوزيت هاي هيبريدي آلومينيوم/آلومينا/کاربيد بور توسط فرايند نورد تجمعي توليد گرديدند. ذرات کاربيد بور به صورت پودري ولي ذرات آلومينا توسط فرايند آندايزينگ به زمينه افزوده شدند. در ادامه جهت يافتن ميزان بهينه‌ي ذرات تقويت‌کننده و همچنين ميزان کاهش ضخامت لازم در فرايند نورد از آزمون لايه‌کني استفاده شد. مقادير راندمان پيوند براي آزمون‌هاي لايه‌کني نمونه‌هاي مختلف محاسبه و به‌واسطه‌ي آن شرايط بهينه معين گرديد. پس از ساخت کامپوزيت به‌وسيله‌‌‌‌ي فرايند نورد تجمعي تحت شرايط بهينه، ريزساختار نمونه‌ها توسط ميکروسکوپ‌هاي نوري و الکتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. به منظور ارزيابي خواص مکانيکي کامپوزيت توليد شده، از آزمون‌هاي سختي‌سنجي، کشش تک محوري و سنبه‌ي برشي استفاده شد. همچنين بررسي سطوح شکست نمونه‌ها پس از انجام آزمايش کشش با ميکروسکوپ الکتروني روبشي انجام گرديد. نتايج حاکي از بهبود توزيع ذرات تقويت‌کننده در زمينه، تقويت فصول مشترک ذرات تقويت‌کننده با زمينه و همچنين کاهش تخلخل‌ها با افزايش تعداد سيکل‌هاي نورد مي‌باشد. نتايج حاصل از آزمون‌هاي خواص مکانيکي دلالت بر ارتقا استحکام نهايي کششي و برشي و مقادير سختي با افزايش ميزان ذرات تقويت‌کننده و تعداد سيکل‌هاي نورد دارد. به علاوه داده‌هاي حاصل نشان داد که تغييرات خواص مکانيکي حين فرايند نورد با تغييرات ريزساختاري مطابقت دارد. در نهايت، با بررسي سطوح شکست، نوع شکست در کامپوزيت فوق‌الذکر شکست داکتيل همراه با تشکيل حفره‌هاي برشي گزارش گرديد. کلمات کليدي: کامپوزيت هيبريدي آلومينيوم/آلومينا/کاربيد بور؛ فرايند نورد تجمعي؛ آزمون لايه‌کني؛ ريزساختار؛ استحکام کششي؛ آزمون سنبه‌ي برشي؛ سطوح شکست

ارتقاء امنیت وب با وف بومی