هَاد

مقایسه خواص مکانیکی آلومینیوم خالض تجاسی با کامپوصیت هیبشیذی
Al-1% Vol Mg-1% Vol SiC پس اص فشآینذ اتصال نوسدی تجمعی (ARB)
ؿْْلا تشاتي*، حثية داًًؾ هٌٌؾ، هحوذ هحؼي هـىؼاس

چکیذه
فشآيٌذ اتلال ًَسدَسدي تجوِؼي ت ػٌ َاى يه سٍٍؽ تغييش ؿىِل ؿذيذ تشاي تَليذِ ٍسقّ اي و اهوَص يتي ت ا س يضػ اتتاس ف َقسيضدِاً هَسد اػتفادُ لشاس گشفت اػتِ . ايي سٍٍؽِ داساي دٍ هشحل اكلي ؿاهل اضاف وشدى رسات تيي ٍسقّ ا تَص ي غ رسات دس صهي تَليذ سيضػاتتاسي فَق سيض داً تَػيل تىشاس هشاحل فشآيٌذ، هيتاؿذ دس اييٍ پظٍ ّؾ اص فشآيٌذ ARB ت هٌٌظ َس تَل ي ذ
واهوَصيٍتّّاي ّيثشيذي Al-Mg-SiC اػتفادُ ؿذُ اػت. دس ايي ساػ تا دس هشحل اٍل واهوَصي ت Al-1% Vol Mg-1% SiC Vol تَػط فشآيٌذ اتلال َسد تجوؼي ػاتتِ ؿذ. ّنچ ييٍ فشآيٌٌذ ARB تش آلَهي يَم تالق1050 جْت همايؼ تا واهوَصيت تَليذي اػوال ؿذ. تَافً هىاًيىي واهوَصيت اي تَليذٌي يض آلَهي يَم تالق تَليذؿذُ تَػط فشآيٌذ ARB تَػط آصه َىوـؾ سيض ػختي ػٌٌجي، هَسد اسصياتي لشاس گشفتٌٌذ. ًتايج ًـاى دادٌ و آل هي يَم تالق اػتحىام وــي ًْ ايي آل هيٌٌي َم ARB ؿذُ واهوَصيتٍ Al-Mg-SiC ت ليذؿذُ تا افضايؾ تؼِذادٍ پاع فشآيٌٌذ ARB اف ضايؾ ه ييات ذ . اگِشچٍ اًًؼط ا پ زيشيواهوَصيت تَليذ ؿذُ آل هي يَم تالق پغ اص اػوال هشحل اٍل فشايٌ ذ ARB ت ِ ؿ ذت و اّّؾ يافت ػِ وغ ت ا اف ضايؾ هشاحل فشايٌٌذ ARB تتِ هيضاى جضئي افضايؾ هيياتذ.
اصُ ّای کليذی: فشآيٌٌذ اتلال َسديًَسدي تجوؼي، سيضػاتتاس فَق سيضداًسيضداًِ،واهوَصيتّّاي ّيثشيذي، تَاف هىاًًيىي

پیشگفتاس
واهوَصيتّاي صهي فل ضي ًؼ لِ جذ ي ذي اص ه َادهْ ٌذػي ؼتٌٌذ و ت اٌػِط تَاكي و داسً ذ، دس ػ ال-ّاي اتيشّ هَسد ت ج تؼ ياسي اص هحمم اى ت دُ اً ذ 1[ ٍ واستشدّ اي ٍػ يؼي دس ك ٌايغ ًظ اهي 2[ ك ٌايغ ت دِسٍٍػاصي 3[ داسًًذ. دس ايي گ ه َاد، ت َاف فل ضي صهي )اًؼطا پزيشي چٍمشهگيًَ( تا تَاف ج ض تم ي ت و ذُوٌٌذُ )اػتحىام، ػختي هذٍٍل الاػتيه صي اد( تشوي ة هيؿَد، و تيج آى ت ثَد دس تَاك ي هاً ذ اػ تحىامْايي، اػتحِىًام تِؼلين، ػختي، هذٍٍل الاػ تيه، هماٍٍه تت ػ ايؾ، هماٍٍه ت ت ت ضؽ، پاي ذاسي اتؼ اد ي، تْْث َدّذايت حشاستي افضايؾِ هحذ دُ واسي اص ًظش دهايي هي-تاؿذ 3-1[.
هجوَع تَاكي چَى داًًؼيت ون، هماٍٍهت ت تَسدگي تَافِ هىاًيىي هٌٌاػة آلياطّّاي آلَهي يَم تاِػث ؿذُ -اػت و دس ت يؾت ش واستشدّ اي تج اس يٌ واهوَصي تّ اي صهي فل ض ي، آلياطّ اي آلَهي ي َم ت ػٌ َاى فل ض صهي ِاًًتخٌاِب ؿ ًذ 4[. اص هضايايِ ديگش آلياطِّ اي آلَهي ي َم ت ِػٌ َاى فلض صهي، هيتَاى ت لاتليت پزيِشؽ تم يت و ذُ -ّاي گ اگَى اؿِاسُ وشد. ػوذتاً ايي گگًَِ تم يت وٌوٌٌ ذُ ّ ااص ً َعَ واستي ذّا )هاًهاًٌ ذ B4C SiC(، ًيتشي ذّا )هاًهاًٌ ذ 4AlN Si3N( يا اوؼيذّا )هاًٌذ 3SiO2 Al2O( ت دُ ٍ تتِ كَسٍت سؿتسؿتِّاي پي ػت يا ًاپي ػتَػتِ، ٍيٍؼىش5، كفحكفحِ-اي6 يا رسات7، هَسدِ اػَتفادُ لشاس گيشًًذ 1[. اتيشاً تم يت و ذ ّاي غيش پي ػت ؿاهل يؼىشّا، رسات سٍؿت ا ي وٌ تاُ ت دليل تَليَ ذ آػ اى ت ش، تٌ َع ت يؾت ش ػ اّتتاس ّوگيتش واِهوَصيت تَلِيذ ؿذُ، تيؾتش اصٍ تم ي ت وٌوٌٌ ذُ –
ّاي پي ػت هَسد ت ج لشاس گشفت اًذ 4 1[.
واهَوَصيتّّاي يثشيذيِ ؿاهل جذيذتشيي َع ه َادو اهوَصيتيِ دس ح الّ تَػ ؼ ه يتاِؿ ٌذ. واهوَصًي تّ اي ّيثشيذي ت هَادي گفت هيؿَد و اص ت يؾ اص ي ه ً َعفاص تم يتو ذُ، تيؾ اص يه َع صهي يا اص ّش دٍ حال تتـىيل ؿذٌُ تاؿٌٌذ. دس واهوَصيًتّّايٌ ّيثشي ذي تشويث ات

خََاصهي يَهيٌيَمَمکاهپَسيت
هتفاٍٍتي اص كفحات يىواسچىواسچِ ي ا ف ي لّ ا ي ا تشويث ي اص كفحات يا ف يلّا ت وشاُ واهوَصيتّايٍ اليافي دس وٌ اسيىذيگش لشاس ه يگيشًِ ذّ واهوَص ي تّ اي يثشي ذي ن اصلحاظ التلادي ّن اص لحاظ ف ي تش ديگّ ش واهوَص ي تّ ااسجحيت داسًذ ن چٌ يي اهى اى تَل ي ذ تشويث ات تؼ ياس هتٌ َع ت ا گؼ تشُّ ٍػ يؼي اص ت َاف ت ا ليو ت و ن دس واهوَصيتّاي يثشيذي جَدٍ داسد[5].
دس ايي ساػّتا هحمم يي سٍؽّ اي هتف ااٍتيٍتي سا جْ تػاتت تَليذواهوَصيتّّاي اًَػاتتاس اسائاسائِ دادُ اًًذ اتيشاً فشآيٌ ذ اتل ال ً َسدي تجوؼ ي )Accumulative Roll Bonding( ت ػٌ َاى يه سٍٍؽ تغييش ؿ ىل ؿ ذيذِ، ت شا ي ػاتت ٍسقٍسقّاي واهوٍَصيتي هَسد اػٍتفادُ لشاسِ گشفت اػت .
فشآيٌٌذ ARB ت شاي اٍل يي ت اِس دس اٍات ش دّ 90 تَػ طTsuji ٍ ّوى اساًًؾ 8-6[ ت هٌٌظ َس تغيي ش ؿ ىلّ اي پلاػتيه ؿذيذ تش سسٍيٍي ٍسقٍسقّّاي فل ضي هؼشف ي ؿ ذ .ٍ دس ػال 2003 يض تشاي ااٍلٍليي تاس Kitazono ٍ وىاساًؾ 9[ اص ايي سسٍؽٍؽ تشاي تَليذ ف َمّ اي فل ض ي اػّ تفادُ وشدً ذ .
تذييِ ه ظَس حييٍ هشاح ل فشآ ي ذARB ، پ َدسTiH ت صهي اضاف ؿذ ت ا تى شاس پ اعّ ايٍ ARB، اي ي رساتِ تَصيؼي يىٌ َاتت پيذا وشدًًذ. ػ وغ ٍسق تَل ي ذي تح تػٍوليات حشاستي فَمػاصي لشاس گشفت. دس ػال 2004 Lee وىاساًؾ 10[ اص فشآيٌٌذ ARB تشاي ت ثَد تَصي غ رساتدسّ صهيٌِ واهوَصي تAl/SiC ٍ تَلي ذ سيضٍػ اتتاسٍي ف َقسيضداً دس ايي واهوَصيت اػتفادُ و دًًذ تشاي اٍلييت اس،Khalkhali 11[ اص فشآيٌٌذ ARB ت شاي تَلي ذ واهوَصي ت Al/SiC اػ تفادُ و شد. پ غ اص آى Alizadeh 12[، Lu ]13 Jamaati 14[ ت ا اػ تفادُ اص اي ي سٍٍؽ ت ِتشتية هَفك تتِ تَليذ واهوَصيتّّاي Al/Al2O ،Al/SiC ٍ
.ؿذًًذ Al/SiO2
تلَست ول ي اي ي سسٍؽٍؽ اص ددٍ هشحل ِ تـ ىيل ؿ ذُاػت. دس هشحل اٍٍل رسات ت فلض صهيٌِ اضاف هيِؿ ًذ. ت ِايي ه ظَس ػاتِتاسي چٌٌذلاي اص ٍسقٌ ٍ رساتِ تْ ي ؿ ذُ ٍػوغ فشآيٌذ اتِلال ًَسدَسدي )Roll Bonding( اػو ال ه ي-گشدد. دس هشحل تؼذ ت ا اػ تفادُ اص فشآي ذٍ َسد تجوؼ ي تَصيغ رسات دس صهيٌِ يىٌ َاتتت ش ؿ ذٌُ اًػ تحىام ٍسقافِضايؾ هيياتذ 15[. اص هضيتّّاي ايي سٍٍؽ اٍيي اػت و ِت ػلت حالت ت ٌؾ فـ اسي، تخلخ ل وو ي ٍج َد داسد ٍ
هَاد
تاذّاي هحىنتشِي تيي رسات صهي تـ ىيل ه يؿ َد.
ّنچچٌيي ت اػط تغييش ؿىل تشؿيٌٍ وِ اًًج ام ه يؿ َد،ت ؿ ّاي تـىيل ؿذُ تشٍد ؿذُ تَصيغ يىٌ َات ت ت ش يِ دس ػاتتاس ايجاد هيگشدد . ّضيٌِّ ا ي تَلي ذ ًؼ ثت ت سٍٍؽّاي ديگش ووتش ت اّذ تَد. اهِا هْْوتشيي هضي ت اي ي سٍٍؽ ايجاد ػاتتاسي فَقٍ سيض داً ه يتاؿ ذ و ػ ثةافضايؾ اػتحىام تؼلين اػتحىام وــي دس واهوَصي ت تَليذي هيؿَد 16-15[.
دس اي ي پ ظٍ ّؾ اهى اى پ زيشي تَلي ذ واهوَصي ت ّيثشي ذي اًَػ اتتاس Al- %1Vol Mg -%1Vol SiC ت ااػتفادُ اص فشآيٌٌذ اتلال ً َسدي تجوؼ ي تشسػ ي ؿ ذُ ت َاف وــ يِ واهوَصي ت تَلي ذ ؿ ذُ ه َسد اسصي اتي ٍ تحليل لشاس گشفت اًذ.
مواد و سوشها
هَاد هَسد اػ تفاِدُ دس اي ي پ ظٍ ّؾ ، ٍسق آل هيٌٌي َمتالق تجاسٍي1050 ت ضخاهت mm 5/0 تا تشوية اٍسائ ؿذُ دس جذٍل 1، پَدسMg تا اً ذاصُ رسات 50 هيى شٍى ٍپَدس SiC تا اًذاصُ رسات 5 هيىشىشٍىٍى هيتاؿٌٌذ.
اتتذا ٍسقٍسقّّاي آلَهيٌيَهي دس دهاي C°500 ٍ تتِ هذت 60 دليم تح ت فشآِيٌ ذ تاتى اسي ل شاس گشف ت. تلَك يات هىاًًيىِي ايي لطؼ ًيض دس جذٍٍل 2 آ سدُ ؿذُ اػت.
دس هشحل دٍٍم ت هٌٌظ َس ات تلاِد پ َدسSiC Mg ، هيضاى پَدس هَسد ًظش پغ اص تَصيي ت ه ذت 1 ػ اػٍت ت اػشػت rpm 400 تٍحت ػوليات آػ ياوٍاسي ل شاس گشف ت.ؿىل 1 تل يش هيىش ػىَج الىتشالىتشًٍ ي سٍتـ ي اص هخل َدپ دسّّاي آػياب ؿ ذُ ه َسد اػ تفادُ دس اي ي پ ظ ّؾ سا ًوايؾ هيدّّذ.
جْت ػاتت واهوَصيت دسٍ اتتذا ٍسقّاي آلَهي ي هي ت ه ظَس اص تيي تشدى آلَدگي لاي ّاي اوؼيذي ػٌطحي وِوِ هاًًغ اص جَؽ ػشد تيي لاي ِّ اي فل ض ي ه يؿ ًذ ت ااػتَى ؿؼت تا اػتفادُ اص يه تشعِ ػيوي داي شُ اي ت لٍطش90 هيليوِتٍش تا ػينّاي فَلادي ت لطش 35/0 هيليوتِش ػشػت دٍ ساًي 1430 دٍٍس تش دليم يا ػ شػت هحيط ي5/13 هتش ت ش ااًي تشػ ىاسي ؿ ذًذِ . ؿ ىل 2 ؿ وات يه فشآيٌٌذ ARB تشاي تَليذ واهوَصي تّ اي ه زوَس سا ًـ اىهيدّذ دس ايي لؼوت اص فشآيٌذ دٍ هشحلهشحلِاي اػتفادُ ؿذُ اػت. دس هشحل اٍٍل، ت يي دٍ ٍسق آلَهي ي َهي و ل ثلاًػطَح هماتل آْا آهادُ ػاصي ػ طٍحي ؿ ذُ اً ذ، 2 دسك ذِ
حجو ي اص هخل َد پ َدسSiC Mg ت ا ال ه ت گٍ يىٌ َاتت پشاو ذُ ؿذ ت ه ظَس جلَگيشي اص حشوت ٍسًق-ّا دٍ اًتْْاي ايي ػاذ يچ تا ػين هؼي ت ّن تؼت ؿ ذًًذػوغ ٍسقّّا جْت ايجاد يه جَؽ ػِشِدِ هٌٌاػة ت ا ي هِ واّّؾ 66% َسد گشديذًًذ )ايي هشحل ت ػٌ َاى هشحل كفش اص فشآيٌذً ً ام گ زاس ي ؿ ذُ اػ ت.( دس هشحل دٍٍم اصفشآيٌٌذ، دٍ ٍسق تؼذ اص آهادُ ػاصي ػ طحي )ت ذٍٍى اض افافِوشدى پَدس(، تش سٍٍي يى ذيگشٍ اًًثاؿ ت ؿ ذُ ت ك َستّوضهاى َسدًَسد ؿذًًذ. هتؼالثاً ٍسقّاي َسد ؿذٍُ دِس ساػتاي طَلي ت دٍ لؼوت هؼٍاٍٍي تمؼ ين ؿً ذُ تؼ ذ اص آه ادُػاصيٍ ػِطحي هجذد لشاس گ شفتي ت ش سٍٍيٍ ن، فشآيٌ ذًَِسدَسد جَؽ ػشد ًَسديَسدي ت ش سٍٍي آًآًْ ا اًًج امّ گشف ت. ت
ه ظَس دػتياتي ت ػاتتاسّاي فَق سيض اً ّنچٌ ييِ تَصيغ هٌٌاػة رساِت پَدس، فشآيٌذ ARB تشٍ سٍٍيٍ ٍسقّ ا ت تؼذاد 8 هشحل فشآيٌٌذ فَق دس دهاي هحيط تش سٍي ٍسقٍسقّّا ت ا اػو الِ% 50 و اّؾ ض خاهت دس ش هشحل، جْ ت دػتياتي ت اتؼاد ا لي ااتت، اًجام گشدّيذ. ّنچ يي فشآيٌٌذ فَق تشآلَهيٌيَم تالق1050جْت همايؼ تا وٌاهوَصي ت-ّاي تَليذي دس 8 هشحلهشحلِ اػوال ؿذ. ػول َسد دس ده اي ات اق ت ذٍٍى اػ تفادُ اص سٍ اًًى اس تَػ ط دػ تگاُ ً َسدٍ
آصهايـگا ي تا ظشفيت 20 تي غلتهّّايي تا لط ش 170 طَل 110هيليوتشٍ اًجام ؿذ.
سيضػ اتتاس ًح َُ تَصي غ رسات دس صهيٌ ِ تَػ ط هيىشىشٍػٍػ ىَج الىتشالىتشًٍ ي سسٍتـٍتـ ي )SEM( دس ك فحفحِ -RD
20882101602332

ND( هَسد هطالؼ لشاس گشفت، ّنچ يي ت ه ظَس تشسػي تَاف هىاًيىي وِاهوَصيتّّاي تَليذٌ ؿذُ تَػ ط فشآ يٌ ذٍARB، اص لثيل اػتحىام تؼلين، اػتحىام وــي ا يي دسكذ اصدياد طَل ًؼثي، آصهايؾ وـؾ ٍسقّا دًسْ ده ايهحيط تا ًشخ وـؾ 5/0 هيليوتش تش دليم تَػط دػ تگاُوـؾ Instron اًًج ام ؿ ذ. وًوًَ اي آصه ا يؾ وـ ؾهطاتك تا اذاصُ وَچهِ ؿذُ) يهًَ پٌٌجن( اذاصُ هَج َد دساػتاًذِاسد JIS ت ي ؿذًًذ هي ضاى دسك ذ اف ضايؾ ط َلػٌ ج لثل ٍ تؼذ اص اًًجام آصهايؾ، تَػط ـاًًـاًِ گزاسي ت شسٍ ي و ّا تذػت آهذ .آصهايؾِ سيضػختي ًيض تش اػ اعػختيً ٍيىشصٍيىشص تشاي تواهي وًوًَِّا طثك اػ تاًذاسد -384E
89 اًًج ام ؿ ذ. هم اديش ػ ختي دس ًي شٍٍي g25 دس صه اى s15 اص كفح ي RD-ND اًذاصُ گيشي ؿ ذ. آصه ايؾِّ ايهيىش ػختي تشاي ّش وًوًَ ح ذالل دس 10 ًمط اًًج ام
جذٍٍل1- تزکية شيويايی آل هي يَم 1050 اعتفادُ شذُ در ايي پض ّش
Al Si Fe Bi Cu Mn ػٌلش
99/5 0/4 0/12 0/1 0/005 <0/001 دسكذ
جذٍٍل 2- خظََطيات هکاًيکی ٍرق آًيل شذُ هََرد اعتفادُ در ايي پضٍ ّش
Tensile Strength (Mpa) Yield Stress(Mpa) Hardness (HV0.025) Total Elongation(%)
49.18 24 25 43

شکل 1- تظََيز هيکزٍ عکََپ الکتزٍ ًی رٍٍتشی اس هخلََطAl- %1vol Mg -%1 vol SiC

شکل2- تظََيز شواتيک فزآيٌٌذ ARB الف( هزحلِ اٍٍل فزآيٌٌذ تا اعوال 66%کاّّش ضخاهت، ب(هزحلِ دٍٍم فزآيٌٌذ تا
اعوال 50% کاّّش ضخاهت.[11]

هي يََهيٌيَمَمکاهپََسيت
گشفت هياًًگيي هماديش تذػت آهذُ تتِ ػٌ َاى ػذد ػختي اثت گشٍديذ.
هََاد
بحث ونتایج
370586-9969

ؿىل 3 سي ضػ اتتاس واهوَص ي تVol – 1Vol SiC Al- %1Mg تَليذ ؿذُ تَػط فشايٌِذ ARB سا دس ػيىلٍ-
ّاي گ اِگَى ًـٍاى هيدّّذِ. هلاحظ ه يؿ د پ اع دٍمچْْاس لَاي پَدس ّـت لاي آلَهيٌيَم جَد داسد. دس پاع ػَم ّـت لاي پَدس دسٍ تيي 16 لاي آلَهٍي يَم دٍس پ اعّـِتن د يؼتِ پٌ جاُ ؿؾِ لِاي پَدس پاًل ذٍ د اصدُلاي آلَهيٌيَم جَد داسد، و ت ك َست ٍاض ش هـ خقًويتاؿذ. ّواىگ و دس ؿ ىل هلاحظ ِ ه يؿ َد ت اافضايؾ تؼذاد پاعًَ رساتِ اص فلل هـتشن تتِ داتل صهيٌ آلَهي ي م فَر هيوٌٌذ. ّنچ يي هـ اّ ذُ گشد ي ذ و ت اافضايؾٌَ پاعّاي فشآيٌذ تَصيغٌ يىٌ َاتتتش رسات دس صِهيٌِ حاكل ت اّذ ؿذ.
تشسػي تَاف هى اً يىي واهوَصي ت Vol -%1 Vol SiCAl-%1Mg ًتايج حاكل اص آصهَى وـؾ دس دهاي هحيط ت كَستٍ تغييشات تٌٌؾ- وشًؾ ه ٌذػي تشاي آلَهيٌي َم تِالق واهوَصيتّ ا ي Al

%1Vol Mg -%1Vol SiC تَليذؿٍذُ دِس هشاحل گ اگَى اص فشآيٌ ذARB دس ؿ ىل -ّاي4 5 ت تشتيِة ًـَاىً دادُِ ؿذُ اػ ت. هط اتك ؿ ىلِ-
ّاي فَق هلاحظ هيؿَد و اػتحىام تؼ لين ػ شيؼا ت هيضاى تيـي تَد سػيذُ، ػوغ گل يي ؿ ذى سخ دادُ ؿىؼت دس هيضاى اصدياد ط َل ووت ش اتف اق افتٍ ادُ اػ تٍ.هلاحظ هيؿَد ًشخ اِفضايؾ اػتحىام تؼ لين اػ تحىاموــيِ دس هشاحل اٍٍلي فشآيٌذ ARB تالا ت دُ ػ وغ ت اافضايؾ هيضاى وشًؾ اف ضا يؾ اػ تحىام ت ا ً شٍخ ووت شي كَست هيگيشد.
دس هَاد تا ػاتتاس ا ي FCC هاً ذ ) Al( و تح تؿشايط تغييش ؿىل پلاػّتيه ؿذيذ لشٌاس گشفتگشفتِاًذ. تغييشات اػتحىام، تَػط دٍ هىاًيضم اك لي اػ تحىامدّ ي ؿ اهل

)1( وشًًؾ ػختي يا اػتحىامد ي تَػٍط ًاتجاييّّا ) 2( اػتحىامد ي هشصداً ّا يا سيض ؿ ذى ي ض ي ه هى اً يضم اػتحىامدّ ي ووىي تش اػاع هيضاىِ هٌٌاتغ ًاتِج اييّ ا دسهادُ، تحت تاايش لشاس هيگيشد. تا ت ج ت اي ى دس هشاح لاٍٍل اػوال وشًًؾ، ًشخ واس ػختي تالا ه ي تاؿ ذ، اص ايٌ شٍ افضايؾِ اػ تحىام دس هشاح ل اٍٍل ت ا ػ َم فشآيٌ ذِ ARB ت اػط واسػِختي دس هادُ هيتاؿذ 21-17[. الثت ؿاياى روش اػت و ؿىلگيشي داً ّاي صيشهيىشٍٍى يا ػ لَل -ّاي ًاتجايي، ووي اص ػْْن اػتحىامدّ ي سا تش ػ ذُ داسً ذ
2057401806450

18413222484630

21-17[. افضِايؾ اػتحٍىام اص ػيىل ػَم ت تؼذ تَاػ طااش ػاتتاس داً اي اػت تا افضايؾ هشاحل فِشآيٌذ ARB يا هيضاىِ وشًؾ، تىاهل تذسيجي ؿىلگي شي ػ اتتاسّا يي تا داً تٌٌذي فَقسيض اً هَجة افضايؾ اػ تحىام ه ي-ؿَد، دس حاليى ااش وشًًؾَ ػختي يا واسػختي تا اف ضا يؾ هشاحٍل ARB واّّؾ هيياٍتذ، چشا ووِ تؼذاد داًداًِّاي ف َق -سيض اً تا هشصّّاي ت ا صا ي ت ذآسا يي ت ضسي ت ا اف ضايؾ هشاح ل فشآ يٌ ذ ARB اف ضايؾ ه ييات ذ . سفت اس اػ تحىاِم تخـي دس وشًؾّّاي ت الا دس ه َاد ف َق سي ض UFG و تَػط فشآيٌذ تغييشؿىل پلاػتيه ؿذيذ تَليذ ه يؿ ًذدس پاعّّاي تالا يه حالت اؿثاع اص تَد ًـ اى ه يدّدٌّ ذو تَػط Xing گضاسؽ ؿ ذُ اػِ ت 8[. اي ي پذي ذُ تٍ دِليل سػيذى هيضاى ًاتجاييّ ا ت حال ت پاي ذِاس دس دسٍىِ ػ اتتاس ه يتاؿ ذِ. ًت ايج ًـ اى ه يدّ ذ و اػ تحىام آلَهي يَم تالق ت يه هاوضيون همذاس دس پاع6 هيسػ ذ
دس پاعّّاي تالاتش تمشيثا يه حالت ااتت سا اص تَد ًـاى هيدّّذ. دس حاليو ِ اػ تحىام واهوَصي ت Vol SiC1%- Al- %1Vol Mg تَليذؿذُ تَػط فشآيٌذ ARB، ت گگًَ ِ پي ػتَػتِ تا پاع 8 افضايؾ هيياتذ.
هي يَهيٌيَمَمکاهپَسيت

شکل3- تظَيز هيکزٍ عکََپ الکتزٍ ًی رٍٍتشی، پزاکٌٌذگی تزگشتی ،ريشعاخٍتار کاهپََسيتٍ Al- %1vol Mg -%1vol SiC تََليذ شذُ تََعط فزآيٌذ ARB در پاطّای الف( دٍم، ب( عَ م ج( ّشتن

شکل4- وََدار تٌٌش کزًش هْ ٌذعی آلَ هيٌ يََم خالض در هزاحل هختلف فزآيٌذ ARB

شکل 5- وَدار تٌش کزًش ه ٌذعی کاهپَسيت Al -1 %vol Mg-1%vol SiC در هزاحل هختلف فزآيٌذ اس ARB

اثش رسات تقویت کننذه بش خواص کِششی آلومینیوم هطاتك ؿىل 6 ديذُ ه يؿ َد و هي ضاى اػ تحىاموــ ي تؼ ذ اص 8 هشحل فشآ يٌ ذARB ت ش سٍ ي ٍسقAl تالق اص MPa 18/49 ت MPa 177 سػيذُ اٍػتِ و اي ي هيضاى 6/3 تشاتش اػتحىامِ وــ ي ٍسقٍِّسق اي اٍلي لِث ل اص فشآيٌ ذ ARB ه يتاؿذ. دس حاليى اػ تحىام وــ يِ
1600454-15904

واهوَصيت Al-1%Vol Mg 1%Vol SiC پ غ اص هشحل ّـتن اص فشآيٌذ ARB تشات ش ت اMpa 223 ه يتاؿ ذ ، و ِ
53/4 تشاتش تضسگتش اص آلَهي ي َم آًي ل ؿ ذُ 25/1 تشات شتضسگتش اص آل هي يَم ARB ؿذُ هيتاؿذ. تٌٌاتشٍايي هيت َاىًتيج گشف ت و حر َس رساتSiC Mg دس صهيٌ ِ آلَهي يَِم دس هىاًيضمِ اػ تحىام دّ ي وٍاهوٍَصي ت Al–SiCMg ضٌوي فشآيٌذ ARB هؤاش هيتاؿذ ه يت اً ذ ت َافهىاًيىي سا تطَس لاتل ت ج ي تغييش دّذ. ّو اى گ و دس و ل اػ تحىام دّ ي رسات تم ي توٌ ذُ تَػً ط دٍِ هىاًيضم اًًتمال تاس تَػط رسات افضايؾ دٌاًًؼيت ًاتج اييِ كَست هيگيشد 22[ ٌگاهي و اتلال تَتي تيي صهي
1766646-3656455

تم يتو ذُوٌٌذُ تشلشاس تاؿذ، تاس تِاسجي تيي اج ضا ف اص دٌٍٍمتَصيغ گـت تتِ ايي تشتية تخـي اص ايي تاس تَػط رسات تحول هيؿَِد 23.
دس هى اًيضم دٍٍم حر َس رسات تم ي توٌ ذُ تاػ ث افضايؾ داًؼيت ًاتج اييّ ا ه يؿ َد. اػو ال تغييشؿ ىلواهوَصيتّا تاػ ث ايج اد ًاتج اييّ ايي دس اط شا رسات
8213851582549

تم يت و ذُ هيؿَد و ًم ؾ آً ا تٌ يو شدٍى ؿ ية وشًـي ايجاد ؿذُ دس ايي ًَاحَاحي اْػت 13[. ػلاػلاٍُ ت ش آىتا اًًجام تغييشؿىل دس ااش حرَس ايي رسات )هٌٌاتغ فشاً هِ -سيذ( داًًؼيت ًاتجاييّ ا اف ضا يؾ ه ييات ذ. اي ي رسات ت ػٌ َاى ه اًؼي تشاي حشوت ًاتج اييّ ا ػو ل هٍ يوٌ ذ اصطشفي حرَس ًاتجاييّاي تيؾتش دس ػ اتتاس اً ذسٌوٌٌؾتيي آْا، تاػث پذيذُ واسػختي دس واهوَصي ت ه يؿ َد ٍحرَس رسات تاػث افضايؾ تٌٌؾِ آػ تاًتاًِ Treshold stress( تشاي لغضؽ ًاتجاييّا ؿذُ ت ػلت تَلي ذ ًاتج اييّ اي اضافي دس اط شا رسات، لاتل ي ت حشو ت ًاتج اييّ ا ط ي تغييش فشم پلاػتيهٍ ون هيؿَد. تٌٌاتشايي، ايي ااش هٌٌجش ت افضايؾ اػتحىام واِّّؾ اًًؼطا پ ز يشي واهوَصي تّ ايِ Al-Mg-SiC ًؼثت ت

A تالق ARB ؿذُ هيؿَد. اثش رسات تقویت کننذه بشِ انعطافپزیشِی آلومینیوم
هطاتك ؿىل 7 هلاحظ هيؿ َد و هي ضاى اصدي اد طَل دس ٍسقّاي Al تاِلق، تؼذ اص يه ػ يىل، ت ط َسچـ نگي شي اص 43% ت 5/8%و اّّؾ ػ وغ ت ا 18% افضايؾ هيياتذ.
ّنچ يي دسواهوَصيت Al-1%Vol Mg-1%Vol SiC هيضاى اصديٌاد طَل تؼذ اص يه ػيىل واّؾ هيياتذ ٍ تطَس پي ػت تا 18.5% تؼذ اص 8 ػيىل افضايؾِ هيياتذ .اص ط ش ديگش ّواىگ و دس ؿىل 7 هلاحظ ه يؿ َدِ پ غ اص
ػيىل1 تا افضَاًيِؾ پ اع ARB اًًؼط ا پ ز يشي ت آساه ي افضايؾ هيياتذ. ػلت افضايؾ اًًؼطا پزيشي تا افضايؾ پاع سا ه يت َاى ت ِ تْْث َد ٍ ايج اد تاً ذّّاي هٌٌاػ ة، تَصي غ

هي يَهيٌيَمَمکاهپَسيت

شکل6- وََدار تغييزات اعتحکام کششی آل هيٌ يََم خالض کاهپَسيتّّای Al- %1vol Mg- %1 vol SiC پظ اس پاط
ّشتن فزآيٌٌذ ARB
يىٌ َاتت رسات دس صهي ح ز تخلخ لّ ا ًؼ ثت داد.
1737690450718

126492702178

الثت سيضؿذى داً ّا يضِ هيت اًذ ػاه ل اف ضايؾ اًؼطٍ ا -پزيشي تا افضايؾ تؼذاًد پاع اصِ فشآيٌذARB دس شد َعهادُ تاؿذ, 14-12 . ّواىگگًَِ و دس ؿ ىل ًـّ اى دادُؿذُ اػت هيضاى اًًؼطا پزيشي واهٍوَصيت-Al Vol Mg1% Vol SiC تَلي ذ ؿ ذُ ت سٍؽARB اص آلَهي ي َم ARB ؿذُ اًًذوي ووتِش ه يتاؿ ذ . دس اي ي هي اىِ و اّؾاًًؼطا پزيشي دس وًوًَِّايٍ واهوَصيت سا هيتَاى ت تَصي غ غيش يى َاتت رساتً SiC Mg دس پاعّ اي اٍٍليٍ ن -چچٌيي حرَس تخلخل تيؾت ش دس اط شا رسات دس فّل لهـتشن ت يي رسات ٍ صهيٌ ِ آلَه ي ي َم ًؼ ثت داد 25-24[.

سختی

هياًًگيي اً ذِاص گي شيّ ا ي سيضػ خت ي دس كِ فح -RD

شکل7- وَدار تغييزات اًعطافپذيزی آلَ هي يَم کاهپَسيتّای Al-Mg-SiC در هزاحل هختلف اس فزآيٌٌذ ARB
2083638-266697

(ND( )ك فح هؼ ادل RD-ND ًيؼ ت تلى هٌٌظِ َس دس كفح RD-ND اػت( تشِاي آلَهي يَم تالق واهوَصي ت تَليذِؿذُ Al-Mg-SiC ت كَست تاتؼي اص تؼ ذٍاد پ اع دسؿىل 8 ًـاى دادُ ؿذُ اػِت. هطاتك ؿ ىل ي ه اف ضا يؾ لاتل ت ج سيضػختي وًوًَِ ا ت ا اف ضايؾ هشاح ل فشآ يٌ ذARB هيضاى وشًًؾ لاَتلً هـا ذُ هيتاؿذ. دس ايي هي اى چ اى هـاّ ذُ هيؿ َد ت يؾت ش يي اف ضا يؾ ػ خت ي دس و ّا دس هشحلِ اٍٍل حاكل ؿذُ اػ ت. اه ا هي ضاى شخافضَايًؾ ػختي دس هشاحِل تؼذي تا افضايؾِ هي ضاى و شًًًؾ،واّؾ هيياتذ. هلاحظ هيگشدد ت ا اداه فشآيٌ ذ، ه ي ضاى ػختي تا پاع چْْاسم تتِ هي ضاى جضئ ي اف ضا يؾ ه ييات ذ،ػوغ ت يه حالت ااتت سػيذُ دس ْايت پ غ اص پ اعّـت، هيضاى ػختي تشاي آلَهيٌيٍَم ت الق واهوَص ي ت Al-Mg-SiC ت تشتية ت 55 5/67 يىشص ه يسػ ذ . دس ايي هياىِ افضايؾِ ػشيغ ػِختيٍ دس وشًًِؾّّاي ؼثٍتاً پ اييي تيؾتش ت واسػختي، )ًاؿي اصداًًؼيت ًاتجاييًّا تشتَسد تيي آًْا ٍ ّنچچٌيي ؿىلگيشي هشصداً ّاي فشػ ي/ دي َاس ػلَلي،( ًؼثت دادُ ؿذُ اٍػت. ّنچ يي تا ت ج ت ساتط ّال-پچ )H=H0+Kd( ًيض واّّؾٌ اذاصُ داً ّاِ ض ويِفشآيٌذ ARB، واّؾ تخلخ ل تَصي غ رسات Mg ٍ SiC دس صهي واهوَصي ت، اف ضايؾ ػ ختي )ؿ ىل 8( ت ا اف ضايؾ هشاحٌل فشآيٌذ ARB هـا ذُ هيگشدد . ن چٌ يي حر َس رسات SiC Mg ٍ افضايؾ وشًؾّاي هَض ؼ ي دس اط شا ايي رسات تاػ ث اف ضايؾ ػ خت ي واهوَصي ت Al-Mg-SiC ًؼثت ت آلَهي يَم ARB ؿذُ اػ ت 26[. ت گگًَ ول ي سفتاس ػخِتؿذٌى يهٍ حالت اؿِثاع يا اثات ػختيَ دِس ه َادتا داً تٌٌذي فَق سيض ً اً و تَػ ط فشايٌ ذّا ي تغيي ش پلاػتيه ؿذيذ) SPD( ػَاتت هيؿ ًذ، ًـ اى ه يدّ ذ دليل هطشح ؿذُ تشاي لٍلَعَع ايِ ي پذي ذُ سػ يذى چگ ال ي ًاتجاييّا تتِ حالت پايذاس هيتاؿذ. 28-27[. اص طشف ي دِس واهوَصيت Al-Mg-SiC تا افضايِؾ تؼذاد پاعِّّاي َسد ت تذسيج پَدس اص فللِ هـتشن ت داتل صهي سػَخً وشدُ ٍ دس توام حجن فلض ت ك َست يىٌ َات ت تَص ي غ ه يگ شددِ.
تٌٌاتشايي دس هشاحل تالاي فشآيٌذ ARB هم اد يش ػ ختي ت ػوت يه همذاس ااتت يىٌ َاتت هيل هيوٌٌذ. نتیجهگیشی
اػ تحىام وــ ي ًْ ايي آل هيٌٌي َم ARB ؿ ذُ ٍ
تَليذؿ ذُ Al-1% Vol Mg-1% Vol SiC واهوَصيت
تِاِ افضاِيؾ تؼِذاد پاع فشآيٌٌذ ARB اف ضايؾ ه ييات ذ . ت گگًَِاي و اػتحىام وــي آل هي يَم آًًيل ؿذُ اص هيضاىِ MPa 9/43 ت هيضاى MPa 177پغ اص ّـ تِهشحل فشآيٌٌذ ARB هيسػ ذ . اي ي دس حاليؼ ت و اػتحىام وــي واهوَصي ت %1-Al -1% Vol Mg Vol SiC پ غ اص پ اع ّـ تن ت ِMpa 223 ت اّ ذسػيذ.
اًًؼطا پزيشي واهوَصيتّ ايAl-Mg تَلي ذ ؿ ذُ ٍآل هي يَم ت الق پ غ اص اػو الٍ هشحل اٍٍل فشايٌ ذ
ARB ت ؿ ذت و اّّؾ يافت ػ وغِ ت ا اف ضايؾ هشاحل فشايٌٌذِ ARB ت هيضاى جضئي افضايٍؾ هيِياتذ.
ػختي وًوًَ ّ اي آل هيٌٌي َم ت الق وًوًَ اي
واهوَصيتً Al-1% Vol Mg-1% Vol SiC تَلًيذ ؿذُ تا افضايؾٍ هشاحل فشايٌٌذ ARB افضٍايؾ هيياٍتذ. هي ضاىػخِتيِ ٍسق آل هيٌٌي َهي اص 25 ٍيى شص دس ٍسق آًي لاٍ لي ت هيضاى 55 ٍيىشص ػِختي واٍهوَصيت %1-AlVol Mg-1% Vol SiC ت 5/67 ٍيى شص دس هشحل ِّـتن فشايٌٌذ ARB سػيذُ اػت.

هيٌ يَهيٌيَمَمکاهپََسيت

شکل 8 – وََدار تغييزات عختی Al خالض ٍ کاهپََسيتّّایAl-Mg -SiC اس طفحِ RD-ND در هزاحل هختلف اس فزآيٌٌذ
ARB
Refrence
I.A.Ibrahim, F. A. Mohamed, , E. j, Lavernia,“Particulate reinforced metal matrix composites a review” Journal of materials science vol. 26, pp.11371156,1991.
ع.يضداً ي ،”تَلي ذ وِاهوَصي تّ اي اًَػ اتتاس آل هيِ يَم-واستيذ تَس ت سٍؽ اتلال تجوؼي ً َسد “، ـشيًـشيِ هَاد ًَييَيي، د سُ اٍل، ؿواسُ 3، ف23-32
S.V.Prasad, R.Asthana, “ Influence of grain refiner and modifier on the microstructure and mechanical properties of A356 alloy” International Journal of Engineering Science and
Technology,Vol. 2(9), pp.44874493,2010.
SV .Kamat, JP .Hirth, R.Mehrabian,
“Mechanical properties of particulatereinforced aluminum-matrix composite”. Acta metall Vol. 37, pp. 2395-2402,1989.
ع.م.صٍتشج ذ، ،ح. تذيَيآِيؼ ه، ى.ػاػ اًًيِ ، ا.ظْ َسٍحيذوشيوي،. “همذه اي ت ش ه َاد پيـ شفت ” اًًتـ اسات داًًـ گاُ فشدفشدٍػٍػ ي هـ ْذ، ف165-
168،1389
Y.Saito, N.Tsuji, H.Utsunomiya,
T.Sakai, , R.G. Hong, “Ultra-fine grained bulk Aluminium produced by accumulative roll bonding (ARB) Process”, Scripta Materialia vol.39, pp.1221-1227,1998.
M.Eizadjou, H.Danesh Manesh, K.Janghorban, “Microstructure and mechanical properties of ultra-fine grains (UFGs) aluminum strips produced by ARB process”. Journal of Alloys and Compounds, vol. 474, pp. 406-415.2009
Y.Saito, H.Utsunomiya, N.Tsuji, Sakai, T. “Novel ultra-high straining process for bulk materials development of the accumulative roll bonding (ARB) process” Acta Mater.
vol. 47, No. 2, pp. 579-583,1999.
K.Kitazono, E.Sato, K.Kuribayashi. “ Novel manufacturing process of closed-cell aluminum foam by accumulative roll-bonding Acta materialia vol.50,pp.495-498.2004.
Lee S, Lee CH, Chang SY. Materials science forum 2004;452:613-616.
مٍ.تلخِالي. تَليذ فَم واهوَصي ت صهيٌ فل ضي ت ػيل فشآيٌٌذاتلال ًَسديَسدي اًًثاؿتي.داًـگِاُ ك ٌؼتيِؿشيف 1387.
M. Alizadeh, M. H. Paydar,
“Fabrication of nanostructure Al/SiCP composite by accumulative rollbonding (ARB) process” Journal of alloys and compounds, vol.492, pp.231-235,2010.
R.Jamaati, M.R. Toroghinejad,
“Manufacturing of high-strength aluminum/alumina composite by accumulative roll bonding ”Materials science and engineering A, vol. 527, pp.4146-4151.2010
C.Lu, K.Tieu, D.Wexler “Significant enhancement of bond strength in the accumulative roll bonding process using nano-sized SiO2 particles” Journal of materials processing technology,vol.209,pp4830-4834, 2009.
M.Rezayat, A.Akbarzadeh, A.Owhadi,
“ Production of high strength Al– Al2O3 composite by accumulative roll bonding” ,Composites,part A, vol.43, pp.261-267,2012.
R.Jamaati,S.Amirkhanllou,
M.R.Toroghinejad, B.Niroumand, “ Effect of particle size on microstructure and mechanical properties of composites produced by ARB process” Materials science and engineering A, vol.528, pp.21432148,2011.
Y. Saito, N. Tsuji, H. Utsunomiya, T. Sakai and R.G. Hong, “ ultra-fine grained bulk aluminum produced by accumulative roll-bonding (ARB) Process “, Scripta Materialia , Vol. 39, No. 9,pp.1221-1227,1998.
J.Gubicza , N.Q.Chinh, T.Csanádi, T.GLongdon,T.T.Ungar,
“Microstructureand strength of severly deformed fcc metals”, Materials Science and EngineeringA, No.462, pp. 86-90,2007.
Y.M.Wang, E. Ma, “Three strategies to achieve uniform tensile deformation in a nanostructured metal”, Acta
Materialia, No. 52, pp.1699–
1709,2004.Engineering A,xxxx
G.EDieter, “ Mechanical Metallurgy”, McGraw-Hill, NewYork, pp.
570,1976.
Z.P.Xing, X.Huang, , H.W. Kim, “Structure and properties ofAA3003 alloy produced by accumulative rollbonding process”, Jornal of Materials Science, vol.37, pp.717-722,2002.
RM.Aikin, L.Christodoulou, “The role of equiaxed particles on the yield stress of composites” Scripta materialia,vol.25,pp9-14,1991.
M.Kouzeli,A. Mortensen, “ Size dependent strengthening in particle reinforced Aluminium”, Acta materialia, vol.50,pp.39-51,2002.
Y.Sahin, “Preparation and some properties of SiC particle reinforced aluminium alloy composites Materials and design” vol.24, pp.671-679,2003.
C.Kwan, Z.Wang , Journal of materials science (full set) vol.43, pp.5045-5051,2008.
م.ػليضادُ ،”ػاتت تشسػي واهوَصيتّ اي Al-SiC تا اػتفادُ اص فشآيٌٌذٍ اتلال َسدي تجوؼ ي ٍ تشسػ يهىاًًيضمّاي اػتحىامدّي دس آْا”.پاياى اه دوت شاهْ ٌذػي هَاد، داًـگاُ ؿيشاص،1388.
K.Nakashima, Z.Horita, M.Nemoto,
,T.G.Longdon, “Development of a multi pass facility for equal-chanel

هي يََهيٌيَمَمکاهپَسيت
angular pressing to high total strains ”, Materials Science and Engineering A 281,pp. 82-87,2000.
28. A.Gholinia, P.B.Prangnell, M.V. Markushev, “ The effect of strain path on the development of deformation structures in severly deformed aluminium alloy s processesed by ECAE” ,Acta Mater,vol.48,pp 11151130,2000.



قیمت: تومان


پاسخ دهید