مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی چقرمگی شکست تنش صفحه‌ای ورق سه‌لایه آلومینیوم/مس/آلومینیوم ساخته‌شده به روش پیوند سرد نوردی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد دانشگاه علم و صنعت
2 دانشیار دانشگاه علم و صنعت
3 استادیار / دانشگاه علم و صنعت ایران
4 دانشجوی دکترا دانشگاه علم و صنعت
چکیده
در سال‌های اخیر کامپوزیت‌های لایه‌ای مورد توجه بسیاری از محققین و صنایع مختلف قرار گرفته است. یکی از روش‌های تولید کامپوزیت‌های لایه‌ای روش پیوند سرد نوردی می‌باشد که نسبت به سایر روش‌های تولید کامپوزیت از لحاظ اقتصادی به‌صرفه می‌باشد و قابلیت تولید کامپوزیت‌های لایه‌ای با جنس‌های مختلف را دارد. در این تحقیق برای اولین بار چقرمگی شکست تنش صفحه‌ای به صورت تجربی برای نمونه‌ی کامپوزیت لایه‌ای آلومینیوم/مس/آلومینیوم تولید شده به روش پیوند سرد نوردی با استفاده از نمونه‌های کششی فشرده و مطابق با استاندارد ASTME561 مشخص شده است. چقرمگی شکست یکی از پارامترهای مهم ماده در طراحی می‌باشد که بررسی آن به‌منظور پیش‌بینی عمر و رشد ترک مواد ترک‌دار در برابر اعمال تنش می‌باشد. علاوه بر بررسی چقرمگی شکست، خواص مکانیکی با استفاده از آزمون کشش‌تک‌محوره، میکروسختی و سطح مقطع شکست با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون‌های انجام شده حاکی از افزایش استحکام، میکروسختی و چقرمگی شکست برای نمونه‌ی کامپوزیتی آلومینیوم/مس/آلومینیوم نسبت به نمونه‌های اولیه آلومینیوم5052 و مس خالص می‌باشد که عامل اصلی این افزایش اعمال کرنش زیاد و کار سرد می‌باشد. چقرمگی شکست برای نمونه‌ی تولید شده به 38.7MPa.m1/2 می‌رسد که نسبت به نمونه‌های اولیه آلومینیوم و مس به ترتیب 81% و 165% افزایش می‌یابد. عکس‌های میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می‌دهد که مکانیزم شکست نرم برای کامپوزیت لایه‌ای آلومینیوم/مس/آلومینیوم همانند نمونه‌های اولیه حاکم است، البته با این تفاوت که میکروحفرات برای نمونه‌ی کامپوزیتی نسبت به نمونه‌های اولیه کم عمق‌تر و کوچکتر شده‌اند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of plane stress fracture toughness for Al/Cu/Al multilayer produced by Cold Roll Bonding method

نویسندگان English

Davood Rahmatabadi 1
Bijan Mohammadi 2
Ramin Hashemi 3
Taghi Shojaee 4
3 Assistant professor / Iran University of Technology
چکیده English

In recent years, metallic multilayer material have been attention of many researchers and different industries. Cold roll bonding is one of the method for produce layered composite that compared to other composite manufacturing methods are more economically and have the ability to produce layered composite with different material. In this research, for the first time and according to ASTM-E561 and using compact tension specimens investigated plane stress fracture toughness for thin three-layer Al/Cu/Al composite sheets produced by Cold Roll Bonding Process. The fracture toughness is an important parameter in the design that their analysis can predict crack growth and life for material has crack. In addition to the fracture toughness, mechanical properties and tensile fracture surfaces were evaluated by using of uni-axial tensile test, micro hardness and scanning electron and optic microscopy, respectively. Results of carried out tests, showed the value of tensile strength, microhardness and fracture toughness for Al/Cu/Al layered composite compared to initial Al 5052 and pure Cu, increased that the main cause of this increase is applied high strain and cold working. Value of fracture toughness for Al/Cu/Al layered composite received 38.7MPa.m1/2 that compared to initial Al5052 and pure Cu, 81% and 165% enhanced, respectively. Results of SEM demonstrated that ductile fracture mechanism govern for Al/Cu/Al composite such as initial samples, but the difference is that dimples for composite layers shallower and smaller compared to initial samples.

کلیدواژه‌ها English

Fracture toughness
CARB
layer composite
Mechanical properties
SEM