Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad ali Golozar,MohammadReza Toroghinejad
محمدعلي گلعذار (استاد راهنما) محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sepideh Shahrokh Esfahani
سپيده شاهرخ اصفهاني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Manufacturing of Aluminum-Zinc Oxide Composite by Accumulative Roll Bonding Process and Evaluating Microstructural, Mechanical, and Corrosion Properties
Manufacturing of Aluminum-Zinc Oxide Composite by Accumulative Roll Bonding Process and Evaluating Microstructural, Mechanical, and Corrosion Properties Sepideh Shahrokh Esfahani s.shahrokh@ma.iut.ac.ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree : M. Sc. Language: Farsi Supervisors: Mohammad Reza Toroghinejad, Prof., Email: Toroghi@cc.iut.ac.ir Mohammad Ali Golozar, Prof., Email: Golozar@cc.iut.ac.ir In this study, accumulative roll bonding process was used for manufacturing of aluminum/zinc oxide composite and monolithic samples. In this respect, effect of zinc oxide particles on bond strength of aluminum sheets was elaborately quantified. Then, composites with different zinc oxide volume percentage were produced, and compared with those without reinforcement. Heating of powder particles (in 200?C for 2 hours) was then studied, followed by manufacturing of composite samples with heated zinc oxide. Moreover, bond strength between strips in the presence of zinc oxide particles was evaluated by peeling test and microstructural observation during different ARB cycles. Tensile and hardness test were chosen as performance measurements and evaluation was extended to the fracture surfaces through scanning electron microscopy. Using the tools provided by Rietveld, the XRD patterns were analyzed leading to computing the dislocation density of monolithic and composites. Also, a variety of measurements including corrosion current density, corrosion potential and pitting sensitivity of samples were made by cyclic polarization test. Our results indicate that the higher percentage of reinforcement leads to the weaker bond strength. Furthermore, experiments showed that one can activate different strengthening mechanisms by increasing the cycle’s number of ARB process, which consequently improves the tensile strength. Moreover, it was conjectured that due to the agglomerated reinforcement the composite samples had a lesser tensile strength compared to that of monolithic ones. The mechanical properties had a good correlation with their corresponding microstructural observations. It was also observed a co-existence of the ductile and shear zones with agglomerated zones in fracture surfaces of composite. Finally, it was observed that neither zinc oxide reinforcement, nor the ARB process, could significantly affect the corrosion current density or the corrosion potentials of samples. Key words : Aluminum zinc oxide composite, Accumulative Roll Bonding Process (ARB), Bond strength, Microstructure, Mechanical properties, Fractography, Dislocation density, Cyclic polarization
چکيده هدف از اين پژوهش ساخت کامپوزيت آلومينيوم- اکسيد روي به روش نورد تجمعي و بررسي خواص ريز ساختاري، مکانيکي و رفتار خوردگي بود. در اين راستا ابتدا اثر حضور ذرات تقويت کننده ي اکسيد روي بر استحکام پيوند لايه هاي آلومينيوم خالص مورد ارزيابي قرار گرفت. استحکام پيوند لايه ها پس از افزودن ذرات توسط آزمون لايه کني بررسي گرديد و در ادامه کامپوزيت هاي داراي درصدهاي مختلف از ذرات اکسيد روي ساخته شدند. به منظور بررسي چسبندگي ذرات اکسيد روي به يکديگر، ذرات تقويت کننده ي اکسيد روي در دماي 200 درجه ي سانتيگراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. پس از آن، نمونه هاي کامپوزيتي با درصدهاي حجمي متفاوت از ذرات تقويت کننده ساخته شدند. تغييرات ريز ساختاري کامپوزيت ها توسط ميکروسکوپ هاي نوري و الکتروني روبشي بررسي گرديد. ارزيابي خواص مکانيکي کامپوزيت هاي ساخته شده توسط آزمون هاي کشش تک محوري و سختي سنجي انجام شد و با نمونه هاي غير کامپوزيتي مقايسه گرديد. بررسي سطوح شکست نمونه ها پس از آزمون کشش توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي انجام شد. محاسبه ي چگالي نابجايي ها بخش ديگري از اين پژوهش بود که توسط روش ريت- ولد انجام گرديد. در بخش مربوط به بررسي رفتار خوردگي، چگالي جريان خوردگي و حساسيت به حفره دار شدن نمونه ها توسط آزمون پلاريزاسيون سيکلي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد که با افزايش درصد ذرات تقويت کننده استحکام پيوند ميان لايه ها کاهش يافت. با افزايش سيکل هاي فرايند، افزايش استحکام در نتيجه ي مکانيزم هاي متعدد استحکام بخشي مشاهده شد. ذرات کلوخه شده در ساختار نمونه هاي کامپوزيتي مشاهده و با افزايش نورد همچنان در ساختار نمونه ها حضور داشت. عدم فعال شدن مکانيزم استحکام بخشي در کامپوزيت ها در نتيجه ي عدم توزيع يکنواخت در ساختار از ديگر نتايج اين پژوهش بود. همچنين تغييرات خواص مکانيکي حين فرايند با تغييرات ريزساختاري مطابقت داشت. مطابقت سطوح شکست نيز با نتايج حاصل از استحکام کششي نمونه ها بررسي شد و در نمونه هاي کامپوزيتي حضور لايه اي از کلوخه ذرات تقويت کننده در سطوح شکست علاوه بر مناطق مربوط به شکست نرم و شکست برشي مشاهده گرديد. آزمون پلاريزاسيون سيکلي نمونه ها حاکي از عدم تغييرات چشمگير چگالي جريان خوردگي و پتانسيل خوردگي در اثر اعمال فرايند و همچنين حضور ذرات تقويت کننده بود. کلمات کليدي: کامپوزيت آلومينيوم- اکسيد روي، نورد تجمعي، استحکام پيوند، ريز ساختار، خواص مکانيکي، بررسي سطوح شکست، محاسبه ي چگالي نابجايي، پلاريزاسيون سيکلي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی