بخشی از مقاله
چکیده
در تحقیق حاضر تاثیر مسیر کرنش بر خواص مکانیکی ورق مس خالص تجاری تولید شده به روش نورد تجمعی پیوندی مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحقق این منظور ورقهای مسی تحت فرایند نورد تجمعی پیوندی و همچنین فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع، قرار گرفت که در آن ورقها در هر سیکل 90 درجه نسبت به سیکل قبل چرخانده میشد. به منظور بررسی خواص مکانیکی ورقهای مسی نورد تجمعی پیوندی شده از آزمایشهای کشش تک محوری و سختی سنجی استفاده شد. تغیرات میزان چسبندگی ورقها در حین فرایند نورد تجمعی پیوندی به وسیله میکروسکوپ نوری بررسی شد.
بررسی سطح شکست نمونههای نورد تجمعی پیوندی و نورد تجمعی پیوندی متقاطع شده پس از آزمایش کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. نتایج نشان داد که در فرایند نورد تجمعی پیوندی با افزایش تعداد سیکل، سختی و استحکام کششی به دلیل افزایش دانسیته نابجاییها و ریزتر شدن دانهها، افزایش مییابد. ولی سختی و استحکام کششی ورقهای تولید شده به روش نورد تجمعی پیوندی متقاطع تا سیکل چهارم با افزایش تعداد سیکل افزایش مییابد اما از این سیکل به بعد به طور یک در میان دچار افت میشود.
دلیل وقوع این پدیده به اثر بوشینگر در حین نورد نسبت داده شد. همچنین با بررسی سطح شکست ورقهای مسی تولید شده به روش نورد تجمعی پیوندی و نورد تجمعی پیوندی متقاطع مشخص شد که شکست به صورت نرم و با مکانیزم تشکیل دیمپلهای برشی اتفاق افتاده است.
مقدمه
بهبود ریز ساختار یکی از موثرترین و همچنین اقتصادی ترین راههای بهبود خواص مکانیکی مواد است. مواد فلزی فوق ریزدانه 1 - UFG - دارای خواص مکانیکی بسیار مطلوبی هستند. از آنجایی که کاهش اندازه دانه مواد فلزی به زیر 5 m به وسیله روشهای کار سرد معمولی مشکل است، برخی روشهای جدید از قبیل زینتر نانو پودرها، آلیاژسازی مکانیکی و تبلور مجدد مواد آمورف سریع منجمد شده برای تولید مواد فوق ریز دانه گسترش یافته است. اما در این روشها تولید ماده بالک بدون نقص ساختاری بسیار مشکل میباشد. از این رو برای تولید این مواد از روشهای تغیر شکل پلاستیک شدید 2 - SPD - استفاده میشود
تسوجی و همکارانش، . - 2005 تغیر شکل پلاستیک شدید فرایندی است که با اعمال کرنش پلاستیک شدید به ماده، در زیر دمای تبلور مجدد و بدون عملیات حرارتی میانی، منجر به تولید مواد فوق ریز دانه میشود
نورد تجمعی پیوندی 3 - ARB - و نورد تجمعی پیوندی متقاطع 4 - CRARB - تقریبا جدیدترین روش تغیر شکل پلاستیکی شدید است. هدف از فرایند نورد تجمعی پیوندی و فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع اعمال کرنش پلاستیک بسیار شدید بر ماده است که منجر به اصلاح ساختار و افزایش استحکام بدون تغیر ابعاد نمونه میشود
علیزاده و پایدار تاثیر فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع در تولید کامپوزیت Al/B4C را مورد مطالعه قرار داده و به این نتیجه رسیدند که فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع باعث بهبود توزیع ذرات B4C در زمینه میشود. تحقیقات کمی به منظور بررسی تاثیر این فرایند بر خواص مکانیکی مواد صورت گرفته است. هدف از پژوهش حاضر بررسی خواص مکانیکی ورقهای مسی تولید شده به وسیله فرایند نورد تجمعی پیوندی و همچنین فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع و مقایسه این نتایج با یکدیگر است.
مواد و روش پژوهش
در این مطالعه از مس خالص تجارتی به عنوان ماده اولیه استفاده شد. ورقهای اولیه با ضخامت 1mm، با ابعاد 50mm عرض در 300mm طول و همچنین 50mm عرض در 40mm طول بریده شد و سپس تحت فرایند نورد تجمعی پیوندی و نورد تجمعی پیوندی متقاطع قرار گرفت. در فرایند نورد تجمعی پیوندی ابتدا سطح دو ورق فلزی با ابعاد یکسان برسکاری و چربی زدایی شدند. سپس این دو ورق روی هم قرار گرفت و نورد با کاهش در ضخامت %50 انجام شد. پس از آن ورق از راستای طولی به دو قسمت مساوی برش داد شد. این مراحل تا چندین سیکل تکرار گردید.
تفاوت بین فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع و فرایند نورد تجمعی پیوندی معمولی در آن است که در فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع بعد از هر سیکل ورقهای بریده شده بر روی یکدیگر قرار گرفته و سپس حول محور عمود بر جهت نورد 5 - ND - ، 90 درجه در جهت پادساعتگرد چرخانده میشود - علیزاده، . - 2010 شکل 1 اساس فرایند نورد تجمعی پیوندی و نورد تجمعی پیوندی متقاطع و جهت چرخاندن ورقها را نشان میدهد.
قطر غلطک دستگاه نورد مورد استفاده در این بررسی 127mm و سرعت نورد در حدود 4m/min بود. در این مطالعه، فرایند نورد تجمعی پیوندی و نورد تجمعی پیوندی متقاطع تا هشت سیکل و در دمای محیط و بدون استفاده از ماده روانکار انجام گرفت. در جدول 1 دو مسیر کرنشی بررسی شده در این فرایند مشاهده میشود. در حقیقت مسیر A فرایند نورد تجمعی پیوندی و مسیر BC فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع است. بعد از فرایند نورد ورقها در محیط سرد شدند.
