%34تخفیف

دانلود پروژه: ساخت کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی به روش نورد تجمعی و بررسی خواص ریز­ساختاری، مکانیکی و رفتار خوردگی

تعداد 78صفحه در فایل word

ساخت کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی به روش نورد تجمعی و بررسی خواص ریز­ساختاری، مکانیکی و رفتار خوردگی

کارشناسی ارشد شناسایی و انتخاب مواد

چکیده

هدف از این پژوهش ساخت کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی به روش نورد تجمعی و بررسی خواص ریز ساختاری، مکانیکی و رفتار خوردگی بود. در این راستا ابتدا اثر حضور ذرات تقویت­کننده­ی اکسید روی بر استحکام پیوند لایه­های آلومینیوم خالص مورد ارزیابی قرار گرفت. استحکام پیوند لایه­ها پس از افزودن ذرات توسط آزمون لایه­کنی بررسی گردید و در ادامه کامپوزیت­های دارای درصدهای مختلف از ذرات اکسید روی ساخته شدند. به منظور بررسی چسبندگی ذرات اکسید روی به یکدیگر، ذرات تقویت­کننده­ی اکسید روی در دمای 200 درجه­ی سانتیگراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. پس از آن، نمونه­های کامپوزیتی با درصدهای حجمی متفاوت از ذرات         تقویت­کننده ساخته شدند. تغییرات ریز ساختاری کامپوزیت­ها توسط میکروسکوپ­های نوری و الکترونی روبشی بررسی گردید. ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت­های ساخته شده توسط آزمون­های کشش تک محوری و سختی سنجی انجام شد و با نمونه­های غیر­کامپوزیتی مقایسه گردید. بررسی سطوح شکست نمونه­ها پس از آزمون کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. محاسبه­ی چگالی نابجایی­ها بخش دیگری از این پژوهش بود که توسط روش ریت- ولد انجام گردید. در بخش مربوط به بررسی رفتار خوردگی، چگالی جریان خوردگی و حساسیت به حفره­دار شدن نمونه­ها توسط آزمون پلاریزاسیون سیکلی  مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویت­کننده استحکام پیوند میان لایه­ها کاهش یافت. با افزایش سیکل­های فرایند، افزایش استحکام در نتیجه­ی مکانیزم­های متعدد استحکام بخشی مشاهده شد. ذرات کلوخه شده در ساختار نمونه­های کامپوزیتی مشاهده و با افزایش نورد همچنان در ساختار نمونه­ها حضور داشت. عدم فعال شدن مکانیزم استحکام­بخشی در کامپوزیت­ها در نتیجه­ی عدم توزیع یکنواخت در ساختار از دیگر نتایج این پژوهش بود. همچنین تغییرات خواص مکانیکی حین فرایند با تغییرات ریزساختاری مطابقت داشت. مطابقت سطوح شکست نیز با نتایج حاصل از استحکام کششی نمونه­ها بررسی شد و در نمونه­های کامپوزیتی حضور لایه­ای از کلوخه­ ذرات تقویت­کننده در سطوح شکست علاوه بر مناطق مربوط به شکست نرم و شکست برشی مشاهده گردید. آزمون پلاریزاسیون سیکلی نمونه­ها حاکی از عدم تغییرات چشمگیر چگالی جریان خوردگی و پتانسیل خوردگی در اثر اعمال فرایند و همچنین حضور ذرات تقویت کننده بود.

کلمات کلیدی: کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی، نورد تجمعی، استحکام پیوند، ریز ساختار، خواص مکانیکی، بررسی سطوح شکست، محاسبه­ی چگالی نابجایی، پلاریزاسیون سیکلی

فهرست مطالب

عنوان

                                                                                 صفحه

فهرست مطالب هشت

فهرست شکل­ها ده

فهرست شکل­ها دوازده

چکیده 1

فصل اول: مقدمه

فصل دوم: مروری بر منابع

2-1 معرفی.. 4

2-2 کامپوزیت­های زمینه فلزی (MMCs) 5

2-2-1کامپوزیت­های زمینه آلومینیوم. 6

2-3 فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید. 6

2-3-1 نورد پیوندی تجمعی.. 9

2-3-2 ساخت کامپوزیت به روش نورد تجمعی.. 12

2-4 مکانیزم استحکام بخشی در کامپوزیت­ها 12

2-4-1 مکانیزم­های استحکام­دهی در کامپوزیت­های تولیدی به روش ARB………………………………………………….. 13

2-5 تشکیل اتصال و استحکام پیوند در فرایند نورد تجمعی.. 15

2-5-1 تغییرات ساختاری بر اثر اعمال فرایند نورد تجمعی.. 21

2-5-2 رفتار مکانیکی کامپوزیت­های ساخته شده به روش نورد تجمعی.. 23

2-6 شکست نگاری.. 27

2-7 محاسبه­ی دانسیته­ی نابجایی­ها با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس… 28

2-8 خوردگی.. 28

2-8-1خوردگی در کامپوزیت­ها 29

2-8-2 بررسی رفتار خوردگی ساختارهای فوق ریزدانه و کامپوزیت­ها 30

2-9 جمع بندی و برنامه­ی پژوهش حاضر. 32

فصل سوم: مواد و روش انجام آزمایش

3-1 مواد و ترکیب شیمیایی.. 34

3-2 بررسی اثر حضور ذرات اکسید روی بر استحکام پیوند. 35

3-3 فرایند نورد تجمعی (ARB) 35

3-3-1 ساخت کامپوزیت 94/0 درصد حجمی ذرات تقویت­کننده­ی اکسید روی.. 36

3-3-2 ساخت کامپوزیت­های 24/0 و 47/0 درصد حجمی با اعمال 8 سیکل فرایند. 37

3-3-3 ساخت کامپوزیت­های 24/0، 47/0 و 94/0 درصد حجمی ذرات اکسید روی حرارت داده شده 37

3-4 ارزیابی خواص مکانیکی.. 37

3-4-1 آزمون کشش… 37

3-4-3 آزمون سختی سنجی.. 37

3-5 بررسی سطوح شکست… 37

3-6 بررسی چگالی نابجایی­ها بااستفاده از نرم افزار MAUD (روش ریت-ولد) 38

3-7 بررسی رفتار خوردگی توسط آزمون پلاریزاسیون سیکلی.. 38

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1 بررسی ریز ساختاری ذرات تقویت­کننده­ی اکسید روی.. 39

4-2 آزمون لایه­کنی.. 40

4-3 بررسی ریزساختاری سطوح RD-ND از نمونه­های کامپوزیتی و غیرکامپوزیتی.. 42

4-4 بررسی ریز ساختاری سطوح نورد نمونه­های کامپوزیتی.. 48

4-5 خواص مکانیکی.. 50

4-5-1 استحکام کششی.. 50

4-5-2 درصد ازدیاد طول. 52

4-5-3 سختی.. 54

4-6 محاسبه دانسیته­ی نابجایی­ها به روش ریت-ولد و نرم افزار MAUD.. 56

4-7 شکست نگاری سطوح شکست… 57

4-8 خوردگی.. 60

4-9 چسبندگی میان ذرات و کلوخه شدن آنها 65

4-10 جمع­بندی (مقایسه­ی کامپوزیت آلومینیوم-اکسید روی با برخی پژوهش­های انجام شده) 69

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادها

5-1 نتیجه­گیری.. 70

5-2 پیشنهادها 72

مراجع. 73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                                                            صفحه

شکل 2-1 شماتیکی از فرایندهای ECAE، HPT و ARB.. 7

شکل2-2 منحنی تنش- کرنش فلز مس، دمای آزمون کشش 22درجه سانتی‌گراد و نرخ 8

شکل 2-3 منحنی تنش- کرنش فلز تیتانیوم، دمای انجام آزمون کشش 250 درجه سانتی‌گراد. 8

شکل 2-4 تصویر میکروسکوپی الکترونی عبوری از مرزهای غیرتعادلی در ساختار فوق ریز دانه. 9

شکل 2-5 توزیع کرنش برشی در ضخامت نمونه­ی آلومینیوم 1100. 10

شکل 2-6 شماتیکی از فرایند ARB.. 11

شکل 2-7 تصاویر میکروسکوپی نوری و الکترونی نمونه­ها و چگونگی توزیع پودر TiH2 15

شکل2-8 شمایی از شکست فیلم اکسیدی  در نتیجه­ی اکسترود شدن سطح و اعمال نیرو. 17

شکل 2-9 استحکام پیوند برای فلزات مختلف در میزان کاهش ضخامت­های متفاوت.. 17

شکل2-10 اثر نیروی نورد بر استحکام پیوند. 18

شکل2-11 بررسی اثر شرایط متفاوت آماده­سازی سطح بر استحکام پیوند. 19

شکل2-12 اثر دمای فرایند بر استحکام پیوند. 19

شکل 2-13 اثر حضور ذرات تقویت­کننده بر استحکام پیوند. 20

شکل2-14 بهبود اتصال سرد در نتیجه­ی افزایش تغییر شکل.. 21

شکل 2-15 شماتیکی از مرزدانه­ها در ساختار لایه­ای 21

شکل2-16 تصویر میکروسکوپی الکترونی روبشی نمونه­ای پس از اعمال 5 سیکل نورد تجمعی.. 22

شکل2-17 مقایسه­ی دو فرایند نورد و نورد تجمعی، اثر کرنش اعمالی بر فاصله­ی بین مرزها 22

شکل2-18 مقایسه­ی دو فرایند نورد و نورد تجمعی، اشباع زاویه در فرایند نورد. 22

شکل2-19 مقایسه­ی تصاویر میکروسکوپی الکترونی عبوری دو نمونه­ی کامپوزیتی و غیرکامپوزیتی.. 23

شکل 2-20 منحنی استحکام بر حسب تعداد سیکل برای کامپوزیت ساخته شده به روش نورد تجمعی.. 24

شکل2-21 بررسی اثر فرایند ARB  و حضور ذرات آلومینا بر خواص مکانیکی آلومینیوم. 24

شکل2-22 اثر تعداد سیکل بر انعطاف­پذیری.. 26

شکل 2-23 مقایسه استحکام کشش دو نمونه­ی کامپوزیتی دارای ذرات تقویت­کننده به ابعاد 40 و 2 میکرون. 26

شکل2-24 تغییرات سختی با افزایش تعداد سیکلهای فرایند. 27

شکل 2-25 سطح شکست پس از آزمون کشش برای نمونه­های 4/1 و 2/4 درصد حجمی ذرات تنگستن 28

شکل2-26 نمودار ایده­آل پتانسیل بر حسب لگاریتم جریان یک فلز با رفتار رویین 29

شکل 2-27 منحنی پلاریزاسیون دو نمونه­ی درشت دانه و فوق ریزدانه­ی آلیاژ Al-Mn 31

شکل 2-28 تصاویر میکروسکوپی نوری آلیاژ Al-Mn پس از 168 ساعت غوطه­وری.. 31

شکل2-29 مقایسه­ی مقاومت به خوردگی دو نمونه­ی کامپوزیتی (ACN) و غیرکامپوزیتی (AC) 32

شکل3-1 نمایی از آزمون لایه­کنی. 35

شکل 3-2نمایی از مرحله­­ی اول ساخت نمونه­­های کامپوزیتی. 36

شکل4-1 تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی ذرات اکسید روی.. 39

شکل4-2 هیستوگرام اندازه­ی ذرات تقویت­کننده­ی اکسید روی. 40

شکل4-3 نیروی لایه­کنی به ازای فاصله برای نمونه­های غیرکامپوزیتی و کامپوزیتی.. 41

شکل4-4 تصاویر میکروسکوپی نوری سطح RD-TD نمونه­ها 41

شکل4-5 تصاویر میکروسکوپی نوری سطح RD-ND نمونه­های غیرکامپوزیتی.. 42

شکل4-6  تصاویر میکروسکوپی نوری سطح RD-ND نمونه­های کامپوزیتی.. 44

شکل4-7 هیستوگرام توزیع ذرات آگلومره شده در نمونه­ی 94/0 درصد حجمی اکسید روی.. 45

شکل4-8 تصاویر میکروسکوپی نوری سطح RD-ND نمونه­های کامپوزیتی.. 46

شکل4-9 تصاویر میکروسکوپی نوری نمونه­های کامپوزیتی پس از اعمال 8 سیکل فرایند نورد تجمعی. 47

شکل 4-10 تصویر میکروسکوپی الکترونی روبشی نمونه­های کامپوزیتی دارای 94/0 درصد حجمی اکسید روی.. 48

شکل 4-11 آنالیز EDS از نمونه­ی 94/0 درصد حجمی اکسید روی.. 49

شکل4-12 تغییرات استحکام کششی نمونه­های کامپوزیتی و غیرکامپوزیتی در سیکل­های.. 51

شکل4-13 تغییرات استحکام کششی نمونه­های کامپوزیتی با افزایش درصد ذرات تقویت­کننده 52

شکل4-14 تغییرات ازدیاد طول برای نمونه­های کامپوزیتی و غیرکامپوزیتی.. 53

شکل 4-15 تغییرات ازدیاد طول با افزایش درصد ذرات تقویت کننده 54

شکل4-16 تغییرات سختی نمونه­های کامپوزیتی (94/0 درصد حجمی اکسید روی) و غیرکامپوزیت… 55

شکل4-17 تغییرات سختی نمونه­های کامپوزیتی با افزایش درصد ذرات تقویت­کننده 55

شکل4-18 تغییرات چگالی نابجایی­ها برای نمونه­های کامپوزیتی (94/0 درصد حجمی) و غیر کامپوزیتی.. 56

شکل4-19 سطح شکست نمونه­های غیرکامپوزیتی.. 58

شکل4-20 سطح شکست نمونه­های کامپوزیتی (94/0 درصد حجمی اکسید روی) 58

شکل 4-21 تصویر میکروسکوپی الکترونی  سطح شکست نمونه­ی کامپوزیتی.. 59

شکل4-22 سطح شکست نمونه­های کامپوزیتی.. 59

شکل4-23 سطح شکست نمونه­های کامپوزیتی دارای اکسید روی حرارت داده شده 60

شکل4-24 منحنی پتانسیل بر حسب زمان برای نمونه­های آلومینیوم آنیل شده، غیر کامپوزیتی و کامپوزیتی.. 61

 شکل4-25 تغییرات چگالی جریان خوردگی برای نمونه­های آلومینیوم آنیل شده، غیرکامپوزیتی و کامپوزیتی.. 63

شکل4-26 منحنی پلاریزاسیون سیکلی برای نمونه­های آلومینیوم آنیل شده، غیر کامپوزیتی و کامپوزیتی.. 64

شکل4-27 تغییرات مساحت حلقه­ی تشکیل شده در آزمون پلاریزاسیون سیکلی.. 65

شکل4-28 برهمکنش نیروهای واندروالس میان ذره­ای کروی و سطحی مسطح.. 67

شکل4-29 قرارگیری ذره بر دو سطح با زبری متفاوت.. 68

شکل4-30 حضور فیلمی از بخار آب میان فصل مشترک ذره و سطح 68

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                                           صفحه

جدول 2-1 تعداد لایه­ها، ضخامت لایه­­ها، درصد کاهش ضخامت نهایی و کرنش معادل پس از اعمال 8 سیکل فرایند و اعمال 50% کاهش ضخامت در هر سیکل.. 11

جدول 3-1 ترکیب شیمیایی ورق آلومینیوم 1100 مورد استفاده 34

جدول 3-2 خواص مکانیکی ورق آلومینیوم مورد استفاده 34

جدول 3-3 نمونه­های کامپوزیتی ساخته شده 36

جدول 4-1 پارامترهای محاسبه شده توسط روش ریت-ولد. 56

جدول 4-2 پتانسیل خوردگی و چگالی جریان خوردگی حاصل از آزمون پلاریزاسون سیکلی.. 63

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه: ساخت کامپوزیت آلومینیوم- اکسید روی به روش نورد تجمعی و بررسی خواص ریز­ساختاری، مکانیکی و رفتار خوردگی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo