9363

8645

كارشناسي ارشد

مواد-شناسايي و انتخاب مواد

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد

1393

[شانزده] ،114ص.: مصور،جدول،نمودار

ص.ع.به فارسي و انگليسي

محمدحسين عنايتي، فتح ا... كريم زاده

18/9/93

محمود منيرواقفي، احمد رضائيان

مهندسي مواد

ID8645

چكيده امروزه آلومينيوم و آلياژهاي آن به عنوان يكي از مهمترين مواد مهندسي مطرح ميباشند چرا كه خواص مطلوب آنها از قبيل نسبت استحكام به وزن باال در آلومينيومهاي آلياژي مقاومت به خوردگي نسبتا خوب و هدايت الكتريكي و گرمايي زياد موجب استفاده گسترده از آنها در كاربردهاي مختلف و متنوع شده است عليرغم اين خواص مطلوب چالشهايي نظير مقاومت سايشي و مقاومت خزشي كم كاربرد اين آلياژها را در برخي موارد محدود نموده است براي بهبود اين مشكالت و ايجاد خواص مكانيكي مطلوب راهكارهاي مختلفي از جمله استفاده از فرايندهاي مهندسي سطح كامپوزيت نمودن آن مد نظر قرار گرفته شده است در سالهاي اخير استفاده از آلومينايدها به عنوان فاز تقويت كننده زمينه آلومينيوم مورد توجه قرار گرفته است كه به دليل خواص منحصر به فرد آلومينايدها نظير خواص سايشي مطلوب خواص مكانيكي مناسب و مقاومت در برابر خوردگي ميباشد در اين پروژه به منظور رفع خواص ضعيف آلومينيوم و بهرهمندي از ويژگيهاي مناسب آلومينايدها ابتدا كامپوزيت Al Ti به كمك فرايند نورد تجمعي توليد و سپس شرايط انجام واكنش درجا ميان آلومينيوم و ذرات تيتانيوم با استفاده از عمليات آنيل و فرايند اصطكاكي اغتشاشي جهت ساخت نانوكامپوزيت آلومينيوم با ذرات تقويتكننده تركيب بينفلزي Al3Ti مشخص شد در اين روند در بين ورقهاي آلومينيوم فويلهاي تيتانيوم 19 وزني توزيع شده و سپس فرايند نورد تجمعي تا سه سيكل انجام گرفت سپس فرايند اصطكاكي اغتشاشي با سرعت پيشروي 69 ميليمتر بر دقيقه و سرعت چرخش 1169 دور بر دقيقه تا سه پاس بر روي كامپوزيت توليدشده توسط فرايند نورد تجمعي انجام پذيرفت براي تعيين فازهاي توليدشده در طي فرايند از پراش پرتو ايكس XRD و طيفسنج پرتو ايكس EDS استفاده شده و بررسي ريز ساختارها به كمك ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM صورت پذيرفت در الگوي پراش پرتو ايكس نمونههاي نورد شده هيچ اثري از توليد تركيبات بين فلزي ديده نشد كه ميتواند ناشي از عدم تشكيل قابل مالحظه اين تركيبات باشد ولي با انجام فرايند اصطكاكي اغتشاشي ذرات تقويتكننده از جنس تركيبات بين فلزي Al3Ti در زمينه تشكيل شد در نهايت كامپوزيتي كه سه مرتبه فرايند اصطكاكي اغتشاشي بر روي آن انجام شده بود بهترين خواص مكانيكي را دارا بود سختي اين نمونه كامپوزيتي در مقايسه با آلومينيوم خالص آنيل شده از افزايش قابل توجهي برخوردار بود به طوريكه از 83 برينل به 4 98 برينل افزايش داشت مقايسه رفتار سايشي نيز حاكي از آن بود كه كامپوزيت توليد شده در مرتبه سوم فرايند اصطكاكي اغتشاشي نسبت به آلومينيوم حدود 15 و نسبت به ساير كامپوزيتهايي كه در ساير مراحل توليد شدهاند حدود 13 مقاومت به سايشي بهتري از خود نشان داد منحنيهاي تنش كرنش نشان داد كه كامپوزيتهاي تقويتشده با تركيب بين فلزي طي فرايند اصطكاكي اغتشاشي از استحكام و درصد ازدياد طول مناسبتري نسبت به كامپوزيتهاي توليدشده توسط فرايند نورد تجمعي برخوردارند استحكام كششي آلومينيوم 89 MPa استحكام كششي كامپوزيت توليد شده طي فرايند نورد تجمعي در سيكل سوم 941 MPa و استحكام كششي كامپوزيت توليد شده طي مرتبه سوم فرايند اصطكاكي اغتشاشي 922 MPa بود كلمات كليدي نانوكامپوزيت زمينه آلومينيومي آلومينايدهاي تيتانيوم فرايند نورد تجمعي فرايند اصطكاكي اغتشاشي

992 Fabrication and Characterization of Al Al3Ti Nanocomposite by Accumulative Roll Bonding and Friction Stir Processing Hybrid Method Mohammad Javad Moradi mj moradi@ma iut ac ir Date of Submission 2014 9 14 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Persian Supervisors MohammadHossein Enayati Prof ena87@cc iut ac ir Fathallah Karimzadeh Assoc Prof karimzadeh f@cc iut ac ir Abstract Aluminum alloys are used in various industries but they suffer from several limitations such as low hardness and strength To overcome these problems several approaches have been suggested including producing a composite of aluminum by adding a hard phase Further refinement of the grain size can significantly improve the properties of aluminum In this research in situ aluminum titanium nanocomposite was fabricated by a combination of accumulative roll bonding ARB and friction stir processing FSP ARB continued to 3 cycles and FSP performed for 5 passes with 16 mm min 1 line speed and 1600 rpm rotation speed Structure and properties of nanocomposite was investigated by optical microscope OM scanning electron microscope SEM X ray diffraction XRD thermal analysis DSC DTA and hardness test It was found that with increasing in number of ARB cycles Ti layers were broken to smaller particles Annealing after ARB causes formation of primary Ti Al intermetallic particles FSP of these samples formed a nanostructure consisting of Ti and Ti Al intermetallic compounds in Al matrix Ti Al intermetallic compounds formed in this step because of exothermic reaction between Ti and Al and also heat released during the FSP process XRD results showed that the type of titanium aluminides that produced during FSP was TiAl3 XRD patterns also showed some not reacted initial Ti particles in the composites The hardness of ARB sample reduced to 28 BHN remarkably after annealing at 600 C for 180 minutes Structure of nanocomposite refined and its hardness increased after FSP process Maximum hardness was 81 4 BHN which was obtained after 3 passes of FSP Keywords metal matrix composite accumulative roll bonding friction stir processing aluminum titanium

محمدحسين عنايتي، فتح ا... كريم زاده

محمود منيرواقفي، احمد رضائيان