بررسی حد شکل‌دهی کامپوزیت چندلایه فرآوری شده با روش پیوند نوردی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

3 مهندسی مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه شریف، تهران

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

چکیده

در دودهه اخیر، توسعه کامپوزیت‌های لایه‌ای و همچنین روش‌های تولید آن‌ها به یک موضوع جذاب برای محققین تبدیل شده است. فرآیند پیوند نوردی، یک جوش حالت جامد برای ایجاد پیوند بین گستره وسیعی از فلزات با استفاده از یک نورد ساده است. در این تحقیق، کامپوزیت چندلایه آلومینیوم 5052-منیزیم AZ31B با استفاده از فرآیند پیوند نوردی تولید و شکل‌پذیری آن‌ مورد بررسی قرار گرفت. عملیات نورد با اعمال کاهش ضخامت 70% در دمای اتاق انجام شد. شکل‌پذیری کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم با استفاده از آزمایش اتساع با سنبه نیم‌کروی در بارگذاری‌های متفاوت انجام و نمودار حدشکل‌پذیری ترسیم شد. نمودارهای حدشکل‌پذیری کاربردی‌ترین روش برای به‌دست آوردن شکل‌پذیری ورق است که کرنش‌های حدی قبل از شکست و گلویی را مشخص می‌کند. علاوه بر شکل‌پذیری، خواص مکانیکی و سطح مقاطع شکست نیز با استفاده از آزمون کشش، میکروسختی، میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به شکل‌پذیری کم منیزیم و تولید کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم در دمای اتاق، سطح منحنی حد شکل‌پذیری مطلوب و مناسب بوده که علت آن عدم جدایش بین فصل مشترک‌های آلومینیوم و منیزیم و جبران تردی منیزیم با شکل‌پذیری بالای آلومینیوم است. همچنین نتایج خواص مکانیکی نشان داد که به دلیل کارسرد و افزایش چگالی نابه‌جایی، استحکام و میکروسختی کامپوزیت چندلایه آلومینیوم/منیزیم نسبت به آلومینیوم اولیه به ترتیب 149.5% و 80% بهبود یافت. تصاویر سطح مقطع شکست نشان داد که آلومینیوم قبل و بعد از نورد، دارای شکست نرم با اندازه و تعداد میکروحفرات متفاوت است که بعد از نورد اندازه و عمق میکروحفرات کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of forming limit of multi-layered composite processed by roll bonding method

نویسندگان [English]

  • davood rahmatabadi 1
  • moslem tayyebi 2
  • behnam nourmohammadi khiarak 3
  • ramin hashemi 4
1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Department of material engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
3 Department of material engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
4 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In the past two decades, the development of layered composites as well as their manufacturing methods has become a fascinating subject for researchers. The CRB is a solid-state welding to create a bonding between a wide ranges of metals using a simple rolling. In this study, the multi-layered Al5052/MgAZ31B composite was produced by CRB and its formability was studied. Rolling operations were performed by applying a 70% reduction in room temperature. The formability of Al/Mg composite was carried out using stretch test with semi-circular punch in different loading and the forming limit diagram was drawn. FLDs are the most practical method for obtaining sheet formability, which determines the strain before necking and fracture. In addition to formability, mechanical properties and fracture surface of Al/Mg were also studied using a tensile test, microhardness, optical and scanning electron microscopy. Due to low formability of magnesium and the production of Al/Mg composite at room temperature, the surfaces of the FLD is desirable due to the lack of separation between the aluminum/magnesium interfaces and the compensation tightness of magnesium with high formability of aluminum. Also, the results of mechanical properties showed that strength and microhardness of Al/Mg composite compare to initial aluminum improved 149.5% and 80%, respectively, due to the cold working and increasing density of dislocations. The images of the fracture surfaces showed that the aluminum before and after rolling had a ductile fracture with different size, number of dimples that after the rolling the size and depth of the dimples decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Al/Mg composite
  • cold roll bonding
  • forming limit diagram and mechanical properties