رامین خاتمی - دانشکده فنی و مهندسی
جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد
موضوع :
تاثير فرآيند نورد تجمعی (ARB) بر رفتار خوردگي آلياژ آلومينيم 2024
استاد راهنما :
دکتر آرش فتاح الحسینی
اساتید مشاور :
دکتر یوسف مظاهری رودبالی ، دکتر محسن کشاورز خوراسگانی
اساتید داور :
دکتر محسن شیخی ، دکتر حسن علم خواه
ارائه دهنده :
رامين خاتمي
زمان و مکان :
سه شنبه 13/07/1395 ساعت 10 صبح ، سالن آمفي تئاتر دانشکده فني و مهندسی
چكيده:
چگالی پایین، نسبت استحکام به وزن بالا و هدایت حرارتی خوب آلیاژهای آلومینیم سبب ارجحیت انتخاب آنها در صنایع مختلف از جمله هوافضا و خودرو شده است. لايه رويين تشکيل شده روي آلومينيم و آلیاژهای آن تحت شرايط مختلف داراي ساختارهاي متفاوتي است. بهطور مثال لايه نازک اکسيد آلومينيم که در تماس با هوا ناگهان تشکيل ميشود آمورف ميباشد، در حاليکه لايه رويين تشکيل شده در محلول هاي آبي بهطور معمول چگال، پيوسته و فشرده است. لایه رویین یک مانع کارآمد در برابر انحلال فلز تشکیل میدهد و شکست این لایه تحت شرایط خاصی رخ میدهد. انتظار ميرود که ساختار لايه رويين اثرات قابل توجهي بر مقاومت به خوردگي داشته باشد. تغییر شکل پلاستیک شدید به عنوان روش تغییر شکل با کرنشهای زیاد منجر به ایجاد ساختاری فوق ریزدانه در بسیاری از فلزات و آلیاژها خواهد شد. این روش از طریق فرآیندهای مختلفی انجام میگیرد. فرایند ARB یکی از فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید است که اولین بار در سال 1998پیشنهاد شد. در این پایان نامه تأثیر فرآیند نورد تجمعی بر رفتار خوردگی آلیاژ آلومینیم 2024 بررسی شده است. فرآیند نورد تجمعی پیوندی در دمای اتاق و بدون اعمال حرارت بین پاسی تا 6 پاس ادامه یافت و در اثر اعمال کار سرد، ساختار فوقریز دانه حاصل شد. جهت انجام مطالعات ریزساختاری و الکتروشیمیایی از نمونههای آنیل شده و نورد تجمعی پیوندی شده در 1، 2، 3، 4، 5 و 6 پاس استفاده شد. مطالعات ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ نیروی اتمی و پراش پرتوایکس انجام شد. نتایج این آزمونها حاکی از فوقریزدانه شدن ساختار و رسیدن اندازه دانه آلیاژ از 25 میکرومتر برای نمونه آنیل به 300 نانومتر پس از 6 پاس بود. اندازه بلورک نمونهها نیز پس از 6 پاس به 7/73 نانومترکاهش یافت. خواص مکانیکی نمونهها توسط آزمونهای میکروسختی ویکرز و کشش سنجیده شد و سطوح شکست نمونهها نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. با اعمال فرآیند نورد تجمعی پیوندی سختی آلیاژ موردنظر از 9/54 ویکرز برای نمونه آنیل به 129 ویکرز پس از 6 پاس رسید که 135 درصد افزایش نشان داد. علاوه بر این، چگالی نابجاییها نیز افزایش محسوسی داشت و در اثر اعمال کار سرد از 1014×56/1 بر مترمربع برای نمونه آنیل به 1014×01/10 بر مترمربع پس از 6 پاس رسید. همچنین استحکام نمونهها نیز روند افزایشی داشت. در نمونه 6 پاس نسبت به نمونه آنیل، استحکام تسلیم هفت برابر و استحکام کششی نهایی سه برابر شدهاند. همچنین مکانیزم شکست نمونهها، از نرم به نرم برشی تغییر یافته است. رفتار الکتروشیمیایی لایه رویین و تأثیر فرآیند نورد تجمعی پیوندی بر این رفتار در محلول بافر بوراتی با pHهای مختلف 8/5، 5/6 و 55/7 بررسی شد. جهت تحلیل این رفتار از آزمونهای الکتروشیمیایی پتانسیل مدارباز، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی بهره گرفته شد. نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان ازافزایش چگالی جریانهای خوردگی و رویین و منفیتر شدن پتانسیل خوردگی در اثر اعمال فرآیند و افزایش تعداد پاس داشت. همچنین منحنیهای امپدانس بر کاهش مقاومت پلاریزاسیون با افزایش پاس نورد و ریزدانه شدن ساختار و بدتر شدن رفتار رویین دلالت داشتند. درمجموع، آلیاژ آلومینیم 2024 رفتار رویین مطلوبی در محیطهای بررسیشده در این پژوهش نداشته و این رفتار با اعمال فرآیند نورد تجمعی پیوندی بدتر شده است.