بررسي ورق هاي فوق ريزدانه / نانوساختار توليد شده به روش نورد تجمعي از ديدگاه مكانيك شكست

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش ورق چندلايه آلومينيوم- مس- منيزيم با استفاده از روش نورد تجمعي در هفت پاس، بدون استفاده از روانكار، بدون عمليات حرارتي بين پاسي و در دماي محيط توليد شد. براي ساخت كامپوزيت آلومينيوم-مس-منيزيم براي اولين بار از ورق آلياژي منيزيم استفاده شد كه به دنبال آن بهترين خواص مكانيكي براي نمونه توليدي در مقايسه با تحقيقات مشابه پيشين به¬دست آمد. پس از ساخت نمونه¬هاي توليدي، خواص مكانيكي، ريزساختاري و سطح مقطع شكست با استفاده از تست كشش تك محوره، ميكروسختي، ميكروسكوپ نوري و الكتروني مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به نتايج، مشاهده شد كه با افزايش سيكل¬¬هاي نورد تجمعي، ضخامت هر لايه كاهش مي¬يابد و ريزساختار يكنواخت¬تر و همگن¬تر مي¬شود. بهترين خواص مكانيكي براي نمونه¬ي كامپوزيتي آلومينيوم-مس-منيزيم در پاس هفت بدست آمد كه مقدار استحكام 5/355 مگاپاسكال حاصل شد. ميكروسختي نيز با افزايش پاس¬هاي نورد تجمعي افزايش مي¬يابد، به صورتي كه در پايان سيكل¬هاي ابتدايي با نرخ بيشتري افزايش مي¬يابد و در پايان سيكل¬هاي پاياني تقريبا ثابت مي¬شود و در مقايسه با نمونه¬هاي اوليه بيش از دو برابر بهبود مي¬يابد. در اين تحقيق براي اولين بار چقرمگي شكست تنش صفحه¬اي به¬صورت تجربي براي نمونه كامپوزيت لايه اي آلومينيوم- مس- منيزيم توليد شده به روش نورد تجمعي با استفاده از نمونه هاي كششي فشرده و مطابق با استاندارد ASTME561 مشخص شده است. چقرمگي شكست يكي از پارامترهاي مهم ماده در طراحي مي¬باشد كه بررسي آن به منظور پيش بيني عمر و رشد ترك مواد ترك¬دار در برابر اعمال تنش مي باشد. چقرمگي شكست براي نمونه توليد شده به Mpa.m1/2 4/40 مي رسد كه نسبت به نمونه هاي اوليه آلومينيوم، مس و منيزيم به ترتيب 08/4 % ، 76/2 % و 45/3 % برابر افزايش مي¬يابد. عكس¬هاي ميكروسكوپ الكترون روبشي نشان مي دهد كه مكانيزم شكست نرم براي كامپوزيت لايه¬اي آلومينيوم- مس-منيزيم همانند نمونه¬هاي اوليه مشاهده مي¬شود. البته با اين تفاوت كه ميكروحفرات براي نمونه¬ي كامپوزيتي نسبت به نمونه¬هاي اوليه، كم¬عمق¬تر و كوچك¬تر شده¬اند. با توجه به بهبود خواص مكانيكي مذكور، مي¬توان از اين ورق توليد شده به روش نورد تجمعي در صنايع هوافضا، خودروسازي، پتروشيمي و ... در سطح كاربرد گسترده¬اي استفاده نمود.

190994

دانشگاه علم و صنعت ايران

ساخت و توليد

دكتر رامين هاشمي