مطالعه بر روي خواص مكانيكي و ريزساختار و حد شكل‌پذيري فويل‌هاي فلزي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير، استفاده از مواد فلزي با ساختار ريزدانه، به سبب ويژگي‌هاي فيزيكي و مكانيكي بسيار مطلوب، گسترش فراواني يافته است. از اين‌رو، روش‌هاي تغييرشكل پلاستيك شديد، براي توليد مواد با ساختار كريستالي فوق‌ريز، اهميت زيادي پيدا كرده است. از جمله روش‌هاي نوين آن، اتصال ورق ها به كمك فرآيند نورد تجمعي است، كه به سبب قابليت توليد يكپارچه و انبوه و همچنين صرفه‌ي اقتصادي، مورد توجه قرار دارد. به كمك اين فرآيند، ورق‌هايي با استحكام بالاتر، شكل‌پذيري بهتر و ساختار با دانه‌بندي ريزتر و يكنواخت حاصل مي‌شود. در پژوهش حاضر، فويل‌هاي آلومينيومي نازك به ضخامت 200 ميكرون به روش نورد تجمعي در 5 گذر، بدون استفاده از روانكار، بدون عمليات حرارتي بين گذر‌ها و در دماي محيط توليد شدند. پس از ساخت نمونه‌هاي توليدي، خواص مكانيكي و ريزساختار سطح مقطع شكست، با استفاده از تست كشش تك محوره، ميكروسختي سنجي و ميكروسكوپ الكتروني مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين در اين تحقيق، شكل‌پذيري فويل‌هاي آلومينيومي نورد شده در 5 پاس، به كمك آزمون ناكازيما بصورت تجربي مورد بررسي قرار گرفتند. مطابق نتايج بدست آمده، با افزايش پاس‌هاي نورد تجمعي، ضخامت لايه‌ها كمتر شده و ريزساختار همگن‌تر مي‌شود. در اولين پاس از فرايند، استحكام كششي بسيار افزايش يافته و درصد ازدياد طول نمونه كاهش چشمگيري مي‌يابد. پس از آن، با افزايش تعداد پاس‌هاي نورد تجمعي، استحكام كششي و درصد ازدياد طول، با شيب كمتري، به ترتيب افزايش و كاهش مي‌يابند. بهترين خواص مكانيكي در پاس پنجم فرآيند حاصل شد كه استحكام كششي نهايي با افزايش 9/5 برابري نسبت به نمونه‌ي اوليه، به 5/393 مگاپاسكال و درصد ازدياد طول، با افزايش 7/1 برابري، به 05/3% رسيده است. ميكروسختي نيز، با افزايش پاس‌هاي فرآيند، افزايش مي‌يابد، بدين شرح كه نرخ آن در پاس اول بسيار بالا بوده، در ادامه با شيب كم، روند افزايشي است، و پس از پاس 4 ام با همان شيب ملايم، بطور معكوس كاهش سختي دارد. بيشترين مقدار سختي در پايان پاس چهارم به ميزان 81 ويكرز رسيده است. همچنين روند تغييرات كمترين حد شكل‌دهي (FLD0) نيز كاملا مشابه درصد ازدياد طول نمونه است كه در پاس پنجم به بيشترين مقدار خود معادل 064/0 رسيد كه نسبت به نمونه‌ي اوليه كاهش 46% دارد.

193387

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر رامين هاشمي