توصيفگر ها :
ساختار گرادياني , استحكام , انعطاف پذيري , نورد پيوندي , اندازه دانه , لايه
چكيده فارسي :
هدف از اين پژوهش ايجاد ساختار گرادياني در ورق آلومينيوم 1050 با استفاده از روش نورد پيوندي و آنيل است. براي اين منظور نمونه¬هاي آلومينيومي به صورت 3 لايه، كه لايه¬هاي جانبي جهت كمتر بودن اندازه دانه در سطح نمونه، داراي كاهش ضخامت اوليه¬ي 20، 35 و 50 درصد بودند و لايه¬ي مياني فاقد نورد اوليه بود، در دماي محيط و در شرايط بدون روانكاري تحت نورد پيوندي قرار گرفتند. سپس جهت دستيابي به انعطاف¬پذيري و چقرمگي مناسب، نمونه¬ها در دماي ºC380 و در زمان¬هاي 15 تا 2800 ثانيه آنيل شدند. پس از آن تغييرات ريزساختاري و خواص مكانيكي مورد بررسي قرار گرفت.تغييرات ريزساختاري پس از نورد پيوندي و آنيل، با استفاده از ميكروسكوپ نوري مورد بررسي قرار گرفت. اختلاف اندازه دانه بين لايه¬هاي جانبي و لايه¬ي مركزي قابل مشاهده بود. با افزايش زمان آنيل دانه¬ها رشد كرد و تا زمان 600 ثانيه اين رشد قابل توجه بود و بعد از آن سرعت رشد دانه¬ها به شدت كاهش يافت. همچنين با افزايش زمان آنيل گرادياني ساختاري بين لايه¬ي مركزي و لايه¬هاي جانبي كاهش يافت، به اين معني كه ميانگين اندازه در اين لايه¬ها به يكديگر نزديك شد. براي ارزيابي خواص مكانيكي و رفتار شكست از آزمون كشش تك محوره، پانچ برشي و خمش استفاده شد. در بيشتر نمونه¬ها افزايش چقرمگي رخ داد. نتايج آزمون كشش نشان داد كه نمونه¬ها با زمان آنيل 120 ثانيه، بهبود قابل توجهي به طور همزمان در استحكام و انعطاف¬پذيري از خود نشان مي¬دهند و بهترين چقرمگي مربوط به نمونه¬اي با 20 درصد كاهش ضخامت اوليه كه 120 ثانيه در دماي ºC380 آنيل شده¬، برابر با MJ/m39/46، بود. آزمون خمش نيز نشان داد با افزايش زمان آنيل مقاومت به خمش با افزايش همراه است. مقطع شكست نيز به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت و مشاهده شد در لايه¬ي مركزي پهنا و عمق ديمپل¬ها نسبت به لايه¬هاي جانبي بيشتر است كه مي¬توان آن را به تفاوت اندازه در اين لايه¬ها نسبت داد. در نتيجه در لايه¬ي مركزي شكست نرم¬تري نسبت به لايه¬هاي جانبي رخ مي¬دهد.
چكيده انگليسي :
The aim of this study is to develop a gradient structure in AA1050 aluminum sheet using roll bonding and annealing. For this purpose, the 3-layered aluminum samples with lateral layers being reduced in initial thickness by 20, 35, and 50 percent to achieve smaller grain size in surface and an unrolled middle layer, were roll bonded at ambient temperature and without lubrication. afterwards, in order to obtain appropriate flexibility and toughness, the samples were annealed at a temperature of 380 ºC for 15 to 2800 seconds. Subsequently, the microstructural evolutions and mechanical properties were investigated. The changes in microstructure after roll bonding and annealing were studied through optical microscopy. The distinction of grain size in the lateral layers and the central layer was evident. The grains grew larger as the annealing time increased and the maximum was achieved at 600 seconds. Thereafter, the growth rate decreased drastically. Also, by extending the annealing duration, the structural gradient between the central layer and the lateral layers decreased, meaning that the average grain size in layers became closer in value. Uniaxial tension, shear punch and bending tests were utilized to evaluate the mechanical properties and failure behavior. An increase in toughness was visible in most of the samples. The results of the tensile tests propose that the samples with an annealing time of 120 seconds demonstrate a significant improvement in strength, as well as flexibility, and the sample with a 20% reduction in initial thickness and annealing time of 120 seconds in 380 ºC presented the best toughness with 46.39 MJ/m. The bending test also showed that the bending resistance increased with the annealing time. The fracture cross section was evaluated by scanning electron microscopy and it was observed that the width and depth of the dimples in the central layer is greater compared to in the lateral layers, which can be attributed to the initial grain size in these layers. As a result, the central layer experienced a more ductile fracture than the lateral layers.