مروری بر فرآوری ورق‌های فلزی فوق ریزدانه و نانو ساختار با استفاده از فرآیند نورد تجمعی اتصالی

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه تهران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

یکی از مهم‌ترین عوامل اثرگذار بر خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی فلزات، اندازه دانه می‌باشد. فلزات فوق‌ریزدانه دارای میانگین اندازه دانه 1000-100 نانومتر و فلزات نانوساختار داری میانگین اندازه دانه کمتر از 100 نانومتر هستند. مواد فوق‌ریزدانه و نانوساختار به‌عنوان نسل جدیدی از محصولات فلزی شناخته می‌شوند که در مقایسه با فلزات درشت‌دانه دارای خواص مکانیکی و فیزیکی قابل ملاحظه‌ای هستند. در دودهه‌ی اخیر، به‌دلیل خواصی نظیر استحکام بالا، شکل‌پذیری و چقرمگی بالا، مقاوت به خوردگی خوب و خاصیت سوپرپلاستیسیته بالا، ساخت این مواد مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در سال‌های اخیر، روش‌های زیادی تحت‌عنوان تغییر شکل پلاستیک شدید ارائه شده است و هم‌اکنون نیز در حال تکامل و گسترش می‌باشند. در این فرآیندها، با وجود فشار هیدرواستاتیکی بالا و عدم تغییر ابعاد نمونه در حین فرآیند، امکان اعمال کرنش‌های بسیار بالا میسر می‌شود که متعاقبا خواص مکانیکی مطلوب و مواد فوق‌ریزدانه و نانوساختار حاصل می‌شود. فرآیند نورد تجمعی یکی از روش‌های تغییر شکل شدید پلاستیک می‌باشد. فرآیند نورد تجمعی روشی پرکاربرد، ساده، کم‌هزینه با قابلیت صنعتی می‌باشد که توانایی تولید فلزات فوق ریزدانه و نانوساختار را دارد. در این تحقیق فلزات سبک نظیر آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم و همچنین فلزات پرکاربرد مس و فولاد مورد بحث قرار می‌گیرد. همچنین خواص مکانیکی، شکست‌نگاری و ویژگی‌های ریزساختاری فلزات فوق‌ریزدانه و نانوساختار تولیدشده به روش نورد تجمعی با نمونه‌های اولیه مقایسه می‌شود و مکانیز‌های حاکم بر فرآیند نورد تجمعی که باعث تغییرات خواص مکانیکی و ریزساختاری می‌شود مورد تحلیل قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Review on accumulative roll bonding of ultrafine grained and nanostructured sheets

نویسندگان [English]

  • davood rahmatabadi 1
  • ghader faragi 2
  • ramin hashemi 3
1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 university of tehran
3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the most important factors affecting the mechanical, physical and chemical properties of metals, are crystal structure and grain size. Ultrafine metals with an average grain size of 1000-100nm and nanostructured metals have an average grain size of less than 100nm. Ultrafine and nanostructured materials are known as a new generation of metal products, which have remarkably mechanical and physical properties in comparison to coarse-grained metals. In the last two decades, due to good properties such as high strength, high ductility and toughness, good corrosion resistance and high superplasticity properties, these materials have been considered by many researchers. In recent years, many methods have been proposed for severe plastic deformation and are now being developed and expanded. In these processes, in spite of the high hydrostatic pressure and the unaltered dimensions of the sample during the process, it is possible to apply very high strains, which results in the desired mechanical properties and ultrafine grained and nanostructured materials. The accumulative roll bonding process is one of the methods of SPD. ARB process is simple, extensive use, low-cost, industrially capability method that can produce ultrafine and nanostructured metals. In this research, light metals such as aluminum, magnesium and titanium and also extremely used metal such as copper and steel are discussed. Also, mechanical properties, fractography and microstructural properties of ultrafine and nanostructured metals produced by ARB are compared with initial samples and the mechanisms governing of ARB process that cause changes in mechanical and microstructural properties are analyzed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultrafine and nanostructure metals
  • sever plastic deformation
  • Accumulative Roll Bonding
  • mechanical properties and microstructure