بررسی رفتار فشاری فوم‌های آلومینیمی تولید شده با استفاده از فرآیند اتصال نوردی تجمعی )ARB(

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

احسان زنده باد ¹ (استادیار گروه مهندسی مواد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات فارس)
حبیب دانش‌منش ² (دانشیار گروه مهندسی مواد پردیس دانشکده های مهندسی دانشگاه شیراز)

تاریخ دریافت : 1394/10/09 تاریخ پذیرش : 1394/10/09 تاریخ انتشار : 1390/04/01

کلید واژه: فوم آلومینیمی, هیدرید تیتانیم, مقاومت فشاری,

چکیده مقاله :

آلومینیم و آلیاژهای آن به دلیل دارا بودن چگالی پایین نسبت به سایر فلزات، در دسترس بودن و سهولت تبدیل به فوم، به‌عنوان پرکاربردترین مواد در تولید فوم‌های فلزی استفاده می‌شوند. در این پژوهش بمنظور تولید فوم از فرآیند اتصال نوردی تجمعی (ARB) برای توزیع ذرات فوم‌ساز هیدرید تیتانیم، درون ساختار ورق‌های آلومینیمی استفاده شده و با اعمال یک رژیم عملیات حرارتی مناسب، امکان تجزیه‌ی ذرات فوم‌ساز در دمای بالا فراهم گردیده است. هم‌چنین، استحکام فشاری فوم‌های آلومینیمی تولید شده در جهت‌های گوناگون با استفاده از آزمون فشار تک‌محوری ارزیابی شده و بستگی رفتار فشاری فوم‌های آلومینیمی به درصد تخلخل فوم و جهت بارگذاری، مورد بررسی قرار گرفته است. بیش‌ترین استحکام فشاری فوم‌های با 30 درصد تخلخل در جهت نورد (RD) برابر MPa08/21 اندازه‌گیری شده است. هم‌چنین، افت استحکام فشاری با افزایش درصد تخلخل و رفتار فشاری متفاوت در جهت‌های گوناگون بارگذاری، مشاهده گردیده است.  

منابع و مأخذ:

1- J. Banhart, "Manufacture, Characterizationand Application of Cellular Metals and Metal

Foams", Progress in Materials Science, Vol.46, pp. 559-632, 2001.

2- K. Kitazono, Y. Kikuchi, E. Sato and K.Kuribayashi, "Anisotropic Compressive

Behaviour of Al-Mg Alloy FoamsManufactured through Accumulative RollBonding

Process", Materials Letters, Vol.61, pp. 1771-1774, 2007.

3- E. Koza, M. Leonowicz, S. Wojciechowski,and F. Simancik, "Compressive Strength of

Aluminum Foams", Materials Letters, Vol. 58,pp.132-135, 2003.

4- O. B. Olurin, N. A. Fleck and M. F. Ashby,"Deformation and Fracture of Aluminum

Foams", Materials Science and Engineering,Vol. A291, pp. 136-146, 2000.

5- Y. Saito, N. Tsuji, H. Utsunomiya, T. Sakaiand R.G. Hong, "Ultra-Fine Grained Bulk

Aluminum Produced by Accumulative RollBondingARB Process", Scripta Materialia,

Vol. 39, No. 9, pp. 1221-1227, 1998.

6- Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji and T.Sakai, "Novel Ultra-High Straining Process for

Bulk Materials, Development of theAccumulative Roll-Bonding ARB Process",

Acta materialia, Vol. 47, No. 2, pp. 579-583,1999.

7- M. Alizadeh and M.H. Paydar, "Fabricationof Al/SiCP composite strips by repeated rollbonding

RRB process", Journal of Alloys andCompounds, Vol. 477, pp. 811–816 2009.

8- Ch. Lu, K. Tieu and D. Wexler, "Significantenhancement of bond strength in the

accumulative roll bonding process using nanosizedSiO2 particles", Journal of Materials

Processing Technology, Vol. 209, pp. 4830-4834, 2009.

9- K. Kitazono, E. Sato and K. Kuribayashi,"Novel Manufacturing of Closed-Cell

Aluminum Foam by Accumulative RollBonding",Scripta Materialia, Vol. 50, pp. 495-

498, 2004.

10- "ASM Specialty Handbook, Aluminumand Aluminum Alloys", Fourth Edition,

Chapter 3, pp. 290-328.

11- J. Banhart and J. Baumeister,"Deformation Characteristics of Metal Foams", 

Journal of Materials Science, Vol. 33, pp.1431-1440, 1998.

12- M. S. Aly, "Behavior of Closed CellAluminum Foams upon Compressive Testing

at Elevated Temperatures: ExperimentalResults", Materials Letters, Vol. 61, pp. 3138-

3141, 2007.

13- K. Y. G. McCullough, N. A. Fleck and M.F. Ashby, "Uniaxial Stress-Strain Behavior of

Aluminum Alloy Foams", Acta Materialia,Vol. 47, pp. 2323-2330, 1999.

14- E. P. Popov, "Mechanics of Materials",Prentice-Hall, INC., Englewood Cliffs, New

Jersey, USA, 2nd Eddition, p. 50, 1976.

15- A. Kim, M. A. Hasan, S. H. Nahm and, S.S. Cho, "Evaluation of Compressive

Mechanical Properties of Al-Foams UsingElectrical Conductivity", Composite

Structures, Vol. 71, pp. 191-198, 2005.