ساخت و رفتار مکانیکی کامپوزیت های سبک وزن با اتصال رول تجمعی
| عنوان | ساخت و رفتار مکانیکی کامپوزیت های سبک وزن با اتصال رول تجمعی |
|---|---|
| نویسنده | طاهر، فرغان |
| تاریخ انتشار: | 2021-08-18 |
| نوع | سند |
| زبان | انگلیسی |
| دیجیتال | بله |
| نسخه خطی | خیر |
| کتابخانه: | دانشگاه اوزیغین |
| شماره ثبت | 28636995-1688-40a5-813e-2915a024688c |
| محل کتابخانه | گروه مهندسی مکانیک |
| تاریخ | 2021-08-18 |
| متن نمونه | روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) در ساخت ترکیبی از کامپوزیتهای فلزی مشابه و غیرمشابه مورد توجه قرار گرفتهاند. اتصال رول تجمعی (ARB) یکی از تکنیکهای SPD است که برای تولید کامپوزیتهای زمینه فلزی با استحکام بالا، دانهریز و چند لایه (MMCs) استفاده میشود. کار فعلی در دو بخش مشخص می شود. بخش عمده به ساخت ترکیب های مختلف بین تیتانیوم و فولاد بدون بینابینی (IF) با آلیاژ آلومینیوم (Al2024) می پردازد. در حالی که بخش دوم به بررسی اثر عملیات حرارتی پس از ARB بر روی کامپوزیت فولادی Al2024-IF میپردازد. ارزیابی ریزساختاری و ویژگیهای مکانیکی کامپوزیتهای فرآوریشده توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تستهای مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. خواص سطح و توده از طریق میکروسختی، کشش تک محوری و آزمون پانچ برشی (SPT) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت نتایج آزمایش با استفاده از تحلیل عددی تایید شد. برای اولین مورد از کامپوزیت های فولاد تیتانیوم-IF، میکروگراف های نوری کاهش ضخامت لایه و اندازه دانه را پس از هر چرخه نورد نشان دادند. گردنبندی در برخی از لایههای کامپوزیت فرآوریشده پس از سومین چرخه (نهایی) ARB آغاز شد، که نشاندهنده در همبستگی لایهها و در نتیجه پیوند قویتر است. ارقام SEM از سطوح شکست، لایه لایه شدن لایهها از رابطها را در چرخههای اولیه نشان داد، که در چرخه نهایی به دلیل کرنش زیاد اعمال شده پس از هر چرخه نورد کاهش یافت. با افزایش تعداد چرخه های ARB، بهبود قابل توجهی در سطوح سختی مشاهده شد. سطوح افزایش برای لایه های فولادی تیتانیوم و IF به ترتیب تا 1.4 و 2.6 برابر پس از فرآیند ARB بود. استحکام کششی کامپوزیت فولاد تیتانیوم-IF نورد شده در 400 درجه سانتیگراد پس از سه چرخه از بیش از 670 مگاپاسکال فراتر رفت. به طور معمول برای فرآیندهای SPD، شکل پذیری در همه موارد پس از سه چرخه ARB به کمتر از 5٪ کاهش یافت. سطوح افزایش در استحکام کششی هر لایه از کامپوزیت نهایی نسبت به فلزات اولیه مشابه سختی بود. نتایج SPT بهبود مقاومت برشی نمونه را با افزایش تعداد سیکل ها نشان داد، حداکثر مقاومت برشی حدود 440 مگاپاسکال پس از سه سیکل بدست آمد. برای بخش دوم کامپوزیت فولاد آلومینیوم-IF، مشاهده ریزساختار نشان داد که پیری طولانی باعث درشت شدن جزئی اندازه متوسط دانه در یک نمونه ARBed سه چرخه میشود. علاوه بر این، شکل پذیری پس از پیری بدون از دست دادن استحکام کششی به دلیل وقوع سخت شدن بارش همراه با بازیابی در لایه های جداگانه بازیابی شد. حداکثر استحکام کششی نهایی (UTS) و شکلپذیری به ترتیب حدود 420 مگاپاسکال و 18 درصد، پس از پیری در دمای 150 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت به دست آمد. نتایج SPT پاسخی مشابه آزمایش کشش نشان داد و حداکثر مقاومت برشی تا 270 مگاپاسکال در شرایط اوج سنی به دست آمد. فرآیند ARB، در مورد کامپوزیت فولاد تیتانیوم-IF، با استفاده از تحلیل اجزای محدود از طریق میز کار ANSYS مدلسازی شد. کرنش پلاستیک مؤثر و تنش مؤثر (فون میزس) از طریق ضخامت نمونههای ARBed محاسبه شد. یک توافق نزدیک بین یافتههای تجربی و شبیهسازیهای عددی مشاهده شد.، تغییر شکل پلاستیک (APD) yöntemleri، benzer و farklı metal kompozitlerin üretilmesinde büyük dikkat çekmiştir. Birikmeli hadde yapıştırması (ARB)، yüksek mukavemetli، ince iç yapılı ve çok katmanlı metal matrisli kompozitler (MMC) üretmek için kullanılan APD tekniklerinden biridir. Mevcut çalışma iki bölümden oluşmaktadır. Ana kısım, titanyum ve alüminyum alaşımı (Al2024) ile ara tabakalı arayer atomsuz (IF) çelik arasındaki farklı kombinasyonların imalatı üzerinedir. İkinci kısım ise ARB sonrası ısıl işlemin Al2024 ve IF çelik kompozit üzerindeki etkisini inceler. İşlenik kompozitlerin mikroyapı analizleri optik mikroskop (OM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile; mekanik özellikleri ise yapılan mekanik testler ile incelenmiştir. Yüzey ve malzeme özellikleri mikrosertlik, tek eksenli çekme ve kayma zımba testi (SPT) ile analiz edildi. سون اولارک، دنی سونوچلاری sayısal analiz yöntemi kullanılarak doğrulanmıştır. Titanyum-IF çelik kompozitlerde، her haddeleme döngüsünden sonra optik mikroskop aracılığı ile tabaka kalınlığında ve tane boyutunda azalma saptandı. İşlenik kompozitin bazı katmanlarında üçüncü (پسر) ARB döngüsünden sonra boyun verme gözlemlendi. بو دوروم، کاتمانلارین بیربیرینه گئچرک داها گؤچلو بغلار اولوشتوردوغونو گؤستریر. Kırılma yüzeylerinden alınan SEM görüntüleri yüksek gerinim uygulanan haddeleme döngüleri sebebiyle، arayüzlerde son haddeleme döngüsüne kadar azalarak devam eden katman ayrılmasıkarıd or. ARB döngülerinin sayısı arttıkça mikro sertlik seviyelerinde önemli bir iyileşme saptandı. ARB işleminden sonra titanyum ve IF çelik katmanları için sırasıyla 1.4 ve 2.6 kata kadar mikro sertlik artışı gözlemlendi. 400°C'de haddelenmiş Ti/IF çelik kompozitinin çekme mukavemeti, üç döngüden sonra 670MPa'yı aştı. APD proseslerinde beklendiği üzere, üç ARB döngüsünden sonra tüm durumlarda süneklik %5'in altına düşürülmüştür. SPT sonuçları, artan döngü sayısı ile numunenin kesme mukavemetininde arttığını gösterdi ve üç döngüden sonra yaklaşık 440MPa'lık bir maksimum kesme mukavemeti elde edildi. İkinci kısımda yapılan mikroyapısal inceleme uzun yaşlanmanın، üç döngülü ARB işlenik numune iç yapısındaki tanecik بویوتوندا کیسمی بویومه یول آچتیغی بیلیرلندی. آیریجا، اویگولانان یاشلندیرما سونراسی، چوکلتی سرتلشمسی سائینده مالزمنین چکمه موکاوومتینی کایبتمدن سونکلیک کازاندیغی گؤزلملنمیشتیر. 150°C’de 24 saat yaşlandırmanın ardından maksimum çekme mukavemeti (UTS) yaklaşık 420MPa seviyesine yükseldi ve %18 süneklik elde edildi. Aynı şartlarda maksimum kesme mukavemeti 270MPa seviyesine kadar yükseldi. ARB prosesi sonlu elemanlar analizi temelinde Ansys Workbench kullanılarak modellendi. Efektif plastik gerinim ve gertime (von-Mises) değerlerinin ARB işlenik numunelerin kalınlığına göre değişim hesaplanmıştır. Deneysel bulgular ve sayısal analizlerin örtüştüğü gözlemlenmiştir. |
