بررسی خواص مکانیکی و مغناطیسی کامپوزیت لایه ای مس- نیکل تولید شده به روش اتصال نورد تجمعی (ARB)

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

امیرحسین اسلامی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی شیراز.)
محمد محسن مشکسار ² (استاد مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد واحد مرودشت.)
سید مجتبی زبرجد ³ (استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه شیراز)

تاریخ دریافت : 1394/09/26 تاریخ پذیرش : 1394/09/26 تاریخ انتشار : 1392/04/01

کلید واژه: فرایند اتصال نورد تجمعی, خواص مکانیکی و مغناطیسی, کامپوزیت لایه ای مس- نیکل,

چکیده مقاله :

روش تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) به عنوان یکی از روش‌های تولید مواد به اندازه دانه نانومتری مطرح می‌باشد. برای ایجاد یک ساختار با دانه‌های ریز (با اندازه دانه کم‌تر از یک میکرون) لازم است از راه اعمال کرنش‌های پلاستیک زیاد دانسیته بالایی از نابه‌جایی‌ها ایجاد شود. فرآیند نورد تجمعی ARB به عنوان یکی ازپرکاربردترین روش‌های اعمال تغییر شکل شدید پلاستیک و دستیابی به ساختارهای با اندازه دانه نانومتری در ورق‌ها در بعد صنعتی مطرح می‌باشد. در این پژوهش از فرآیند اتصال نورد تجمعی برای تولید کامپوزیت لایه‌ای Cu/Ni استفاده شده است که تعداد هفت مرحله نورد در شرایط بدون روان‌کار همراه با پیش گرمایشC500 پیش از هر مرحله نورد بر نمونه ها اعمال شده است. برای این منظور، از مس و نیکل خالص تجاری استفاده شد. نمونه های استاندارد از درون قطعات نورد شده تهیه و ریزساختار آن‌ها به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی وخواص مکانیکی آن‌ها به وسیله آزمون‌های سختی و کشش مورد ارزیابی قرار گرفت. این آزمایش‌ها نشان دادند که سختی، تنش تسلیم و استحکام با افزایش مراحل ARB به گونه‌ای چشمگیر افزایش می یابد. هم‌چنین، تاثیر حضورلایه‌های نیکل در افزایش خاصیت مغناطیسی در مراحل گوناگون با دستگاه مغناطیس سنج ( VSM ) مورد بررسی قرار گرفت.  

منابع و مأخذ:

1- ع. یزدانی،"تولید کامپوزیت های نانوساختار آلومینیوم-کاربید بور به روش اتصال تجمعی نورد"،نشریه مواد نوین ،دوره اول، شماره 3، ص 32 -23، بهار1390.

2- K. Sanusi, and G. J. Oliver,” Effect ofgrain size on mechanical properties ofnanostructured copper alloy by severe

plastic deformation process”, Journal ofengineering, design and technology, Vol.7,pp. 335-341, 2009.

3- N.Tsuji, Y. Ito, Y. Saito, and Minamino,Y. ”Strength and ductility of ultra-finegrained aluminum and iron produced by

ARB and annealing”, Scripta Mater; Vol.47, pp. 893–899, 2002.

4- Y. S. Kim, S. H. Kang, and D. H. Shin,”Effect of rolling direction on themicrostructure and mechanical propertiesofaccumulative roll bonding (ARB)processed commercially pure 1050aluminum alloy”, Materials ScienceForum, Vol. 503-504, pp. 681-686, 2006.

5- J. MC. Keown, A. Misra, H. Kung, RG.Hoagland, and M. Nastasi,”Microstructures and strength of Nano scale

Cu–Ag multi-layers”, Scripta Mater, Vol.46, pp.593–598, 2002.

6- K. M. Shorowordi, A. S. M. A. Haseeb,and J. P. Celis, “Tribo-surfacecharacteristics of Al–B4C and Al–SiCcomposites worn under different contactpressures”, Wear, Vol. 261, pp. 634–641,2006.

7- Y. M. Hwang, H. H. Hsu, and H.J. Lee,”Analysis of plastic instability duringsandwich sheet rolling”, Int. J. Math. ToolsManufact, Vol. 36, pp. 47-62. 1996.

8- G. Min, J.M. Lee, S.B. Kang, and H.W.Kim,” Evolution of microstructure formulti-layered Al/Ni composites by

accumulative roll bonding process”, MaterLett; Vol.60, pp. 3255–9. 2006.

9- J. M.C. Keown, A. Misra, H. Kung,R.G. Hoagland, and M. Nastasi, ”Microstructures and strength of Nano scale

Cu–Ag multi-layers”, Scripta Mater, Vol.46, pp. 593–8, 2002.

10- M. Alizade, and H. Paydar,“Fabrication of nanostructure Al/SiCpcomposite by accumulated roll bindingprocess” journal of Alloy and Compounds,Vol. 492, pp. 231-235, 2010.

11- S. Kobayashi, H. Hikuchi, and S.Takahashi,” The effect of copper andmanganese on magnetite minor hysteresis

loops in neutron irradiated Fe modelalloy”, Journal of Nuclear Materials, Vol.384, pp. 109–114, 2009.

12- F. Keffer,” The magnetic properties ofmaterials.” Scientific American, Vol. 207,pp. 222–234, 1967.

13- D. jiles, “ Introduction to magnetismand magnetic materiales”, nelson Thornes,Cheltenham, UK, pp. 186-194, 1998.