نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

2 دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

3 گروه متالورژی صنعتی، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، تهران، ایران

10.30501/jamt.2022.312572.1195

چکیده

فرایند اتصال نورد تجمعی یا ARB (Accumulative Roll Bonding) یکی از روش های تغییرشکل پلاستیک شدید (Severe Plastic Deformation) است که با اعمال کرنش‌های پلاستیک شدید سعی در ریزدانه کردن مواد و تولید مواد نانوساختار در حد چند 10 نانومتر و یا ساختار فوق ریزدانه موسوم به (Ultra-Fine Grained) حدود 100 نانومتر دارد. در این پژوهش تاثیر جهت برسکاری سطح پیش از نورد و همچنین انجام عملیات حرارتی بازپخت بر استحکام اتصال حاصل از فرایند اتصال نورد تجمعی و سطح شکست آلیاژ آلومینیوم AA6061 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور برسکاری سطح ورق ها در راستاهای جهت نورد (RD)، جهت عرضی نورد (TD) و ترکیب آنها (RD-TD) انجام گرفت. همچنین فرایند اتصال نورد تجمعی تا پنج سیکل انجام گرفت. عملیات بازپخت پس از سیکل اول و در دمای °C415 به مدت 2 ساعت صورت گرفت. استحکام اتصال با استفاده از آزمایش لایه کنی بررسی گردید پروفیل سختی در مقطع ضخامت نمونه‌ها انجام گرفت. نتایج نشان می‌دهد که برسکاری سطح و در جهت نورد (RD) با استحکام متوسط 60/0 نیوتن بر میلیمتر(N/mm) نسبت به دو جهت دیگر بهترین اتصال را دارد. بررسی سطوح شکست با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از وجود مناطق اتصال مکانیکی بیشتر و وسیع تر در این نمونه است. همچنین انجام عملیات بازپخت پس از هر سیکل اتصال نورد تجمعی باعث بهبود استحکام اتصال می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of brushing direction and annealing on the microstructure and bonding strength of AA6061 aluminum alloy processed by accumulative roll-bonding

نویسندگان [English]

  • BAHMAN MIRZAKHANI 1
  • Alireza Khojasteh Abbasi 2
  • Saeed Shabestari 3

1 Department of Materials Science and Engineering, School of Engineering, Arak University, Arak, Iran

2 School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran

3 School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

The accumulative roll-bonding (ARB) process is a severe plastic deformation (SPD) process to produce ultra-fine grained (UFG) sheets by applying intense plastic strains via rolling machine. In this research, the effect of surface condition (brushing) and annealing treatment on the fracture surface and bonding strength of ARBed AA6061 sheets has been investigated. The specimen’s surfaces were brushed in 3 different directions, i.e. rolling direction (RD), transverse direction (TD) and both rolling direction and transverse direction (RD-TD). The ARB process was conducted up to 5 cycles and specimens were tested after the first, third and fifth cycle.The annealing treatment was conducted for 2 hours at 415°C after the first, third and fifth cycle. The bonding strength and hardness profile in the cross section (perpendicular to the rolling direction) were measured via peeling test and hardness test, respectively. The results show that rolling direction (RD) is the most effective direction for brushing to achieve high bonding strength with mean strength of 0.60 N/mm. The fracture surfaces of the specimen were observed using a scanning electron microscope (SEM). The results indicate broad areas of mechanical bonding in rolling direction. Furthermore, post-annealing treatments are shown to increase bonding strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Accumulative roll-bonding
  • AA6061 alloy
  • Brushing
  • Peeling test
  • Fractography