Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد راهنما) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Safiri
مريم صفيري

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.
کامپوزيت هاي زمينه فلزي به دليل داشتن خواصي نظير مقاومت به خستگي زياد، نسبت استحکام به وزن و پايداري ابعادي بالا توجه زيادي را به خود جلب کرده اند. کامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي يکي از انواع پرکاربرد آن هاست. آلومينايدهاي تيتانيم به دليل خواص فيزيکي و مکانيکي مطلوب نظير چگالي کم و مقاومت به خوردگي مناسب در دماهاي بالا همواره کاربرد هاي فراواني در صنايع خودروسازي و هوافضا داشته اند. هدف از انجام اين پژوهش توليد کامپوزيت Al-TiAl 3 در حالت جامد و به صورت درجا مي باشد. در واقع در اين تحقيق از کوپل دوره اي فرآيندهاي نورد تجمعي و آنيل (به صورت فرآيند سنتز احتراقي) استفاده شده است. از اين رو جهت توليد کامپوزيت Al-TiAl 3 ابتدا ذرات تيتانيم (با اندازه ميانگين 48 ميکرون) توسط فرآيند نورد تجمعي بين ورق هاي آلومينيومي توزيع شده و سپس توسط عمليات آنيل ذرات تيتانيم مذکور با زمينه واکنش داده و به صورت درجا به ترکيب بين فلزي TiAl 3 تبديل گرديده است. اعمال تعداد سيکل هاي بيشتر نورد منجر به توزيع يکنواخت ذرات تقويت کننده درون زمينه و همچنين ايجاد پيوند مکانيکي قوي در فصل مشترک ذرات شده که مي تواند منجر به فعال سازي مکانيکي در آن ناحيه شود. همچنين عمليات حرارتي پس از هر دوره نورد تجمعي باعث فعال سازي حرارتي در واکنش بين ذرات تيتانيم و زمينه ي آلومينيوم شده به طوريکه تشکيل TiAl 3 را تسهيل مي نمايد. از اينرو توزيع ذرات درون زمينه، مورفولوژي، ساختار و فصل مشترک ذرات تقويت کننده توسط ميکروسکوپ نوري، ميکروسکوپ الکتروني روبشي و گسيل ميداني، طيف‌سنجي انرژي پرتو ايکس، پراش پرتو ايکس و ريزکاو الکتروني بررسي شد. بيشترين ميزان تشکيل ترکيب بين فلزي در کامپوزيت Al-TiAl 3 ساخته شده توسط 20 سيکل نورد تجمعي با اعمال فرآيند آنيل پس از سيکل هاي 5 و 9 (هربار 2 ساعت در دماي C?430) و سيکل هاي 12، 17 و 20 (هر بار 2 ساعت در دماي C?600) مشاهده شد. اندازه ذرات تقويت کننده در اين کامپوزيت به حداقل 200 نانومتر رسيد. سطح پوشيده شده از ذرات نيز در اين کامپوزيت برابر 22% محاسبه شد. سختي اين کامپوزيت از مقدار 25 ويکرز (سختي ورق آلومينيوم آنيل شده) به 59 ويکرز افزايش يافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی