بررسی ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت لایه ای آلومینیم-تیتانیم تولید شده توسط فرایند نورد تجمعی

فرایند نورد تجمعی (arb) از فرایندهای تغییر شکل پلاستیکی شدید می باشد که اخیراً برای ساخت کامپوزیت های لایه ای فلزی فوق ریز دانه مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر کامپوزیت لایه ای آلومینیم- تیتانیم توسط روش نورد تجمعی تولید شد. فرایند arb تا 8 سیکل بر روی al (aa1100) و تیتانیم خالص تجارتی انجام شد. نوارها به ابعاد cm 5cm×10 برش خورده و در استون به مدت 10 دقیقه چربی زدایی شدند. برس کاری توسط دریل و برس خورشیدی در جهت طولی نوارها انجام شد. ساندویچ اولیه شامل دو نوار آلومینیمی به ضخامت mm 5/0 و یک نوار تیتانیمی با ضخامت 6/0 در بین آن ها بود. پس از انجام نورد با 50% کاهش در ضخامت، نوار تولید شده در راستای طولی از وسط برش خورده و پس از برس کاری روی هم قرار گرفته و نورد شدند. این روند تا 8 سیکل ادامه یافت. برای بررسی تغییرات لایه های آلومینیم و تیتانیم در نمونه کامپوزیتی و همچنین چگونگی ایجاد پیوند بین لایه ها از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. از تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری به عنوان شاهدی برای ریز شدن دانه ها استفاده شد. آزمون لایه کنی برای بدست آوردن استحکام پیوند در شرایط مختلف نورد انجام شد. برای بررسی خواص مکانیکی نمونه ها آزمون ریزسختی سنجی و کشش تک محوری در پاس های مختلف انجام شد. آنالیز عنصری خطی برای بررسی نفوذ درهم اتم های آلومینیم و تیتانیم انجام شد. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها در سیکل های مختلف فرایند حضور فاز جدید را در نمونه ها نشان نداد. سطح شکست نمونه های کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. شکست در نمونه ها به صورت ترکیبی از شکست نرم و ترد اتفاق افتاد. عملیات حرارتی روی نمونه های کامپوزیتی صورت گرفت. نمونه های 8 سیکل arb شده در 3 دمای 550، 600 و 700 درجه سانتی گراد تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. با توجه به الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها و نتایج آنالیز عنصری eds فاز جدید، al3ti تشخیص داده شد. برای بررسی تاثیر کرنش اعمالی بر روی نفوذ اتم ها، نمونه های کامپوزیتی پس از 4، 6 و 8 سیکل از فرایند arb در دمای 600 درجه سانتی گراد و به مدت 10 دقیقه عملیات حرارتی شده و الگوی پراش پرتو ایکس مربوط به آن ها مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد با افزایش کرنش اعمالی نرخ نفوذ افزایش می یابد. الگوهای پراش پرتو ایکس مربوط به نمونه های کامپوزیتی در سیکل های مختلف فرایند arb توسط روش ریت-ولد به وسیله نرم افزار maud تحلیل شد. با استفاده از این نرم افزار اندازه دانه فرعی آلومینیم و تیتانیم، میکروکرنش و دانسیته نابجایی ها در سیکل های مختلف فرایند، بدست آمد.