Loading...

Study of Microstructure and Hot Deformation Behavior of Aluminum Nanocomposites Reinforced with SiC Nanoparticles

Mobarhan Bonab, Mohammad Ali | 2015

2011 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 47055 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Simchi, Abdolreza
  7. Abstract:
  8. Hot deformation behavior of Al-SiC nanocomposites was investigated in this study. Aluminum powders with mean size of 60 micron and SiC nanopowders (mean size of 45nm) in amounts of 1 and 2 volume percents, as reinforced part, were mixed and milled for 40 hours by planetary ball mill. After degassing at 450 oC for 1 hour, milled powders were pressed into Aluminum cans (in Argon atmosphere) and then hot extruded. Extrusion ratio was 1:14. High density billets (with 98% of theoretical density) were produced because of that high extrusion ratio. TEM microstructure studies showed that fine distribution of reinforcements and Aluminum Oxides obtained via this procedure. Hardness and Uniaxial pressure tests at room temperature and also hot compression tests at temperatures between 350-500 oC and strain rates of 0/5, 0/05, 0/005 were performed. Examinations showed that when Aluminum grains become less than 100 nm in size and reinforced nanoparticles are added to the Aluminum matrix, mechanical properties both at room and elevated temperatures are enhanced obviously. A 43% increase in activation energy (101 to 178 ,in comparison with coarse grained Aluminum) was obtained by adding 1 and 2 vol% of SiC particles. Dynamic Recovery was asserted as dominant high temperature mechanism
  9. Keywords:
  10. Nanocomposite ; Aluminum ; Silicon ; Hot Compression ; Ultra Fine Grain Structure ; Aluminum-Silicon Alloy

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست مطالب
  • عنوان صفحه
  • فصل 1
  • مقدمه
  • فصل 2
  • مروری بر منابع
    • 2-1- نانو‌کامپوزیت‏های زمینه‌ی فلزی
      • 2-1-1- نانو‌کامپوزیت‏های زمینه‌ آلومینیمی
    • 2-2-روش‌های تولید کامپوزیت‌ها و نانوکامپوزیت‌های زمینه فلزی
      • 2-2-1-فرآیندهای ذوبی
      • 2-2-2-فرآیند درجا12F
      • 2-2-3-روش از هم‌گسیختگی مذاب به کمک فاز جامد13F (SAMD)
      • 2-2-4-فرآیندهای حالت جامد
        • 2-2-4-1-متالورژی پودر
    • 2-3-تولید نانو کامپوزیت‌ها به روش آلیاژسازی مکانیکی
      • 2-3-1-آلیاژسازی مکانیکی
      • 2-3-2-اثر عوامل مختلف در آسیا کاری مکانیکی
      • 2-3-3-مکانیزم آلیاژسازی مکانیکی
      • ذرات پودر در حین آسیاکاری مکانیکی ابتدا مسطح شده سپس جوش سرد خورده، شکسته شده و دوباره جوش سرد می‌خورند [46]. مکانیزم آلیاژسازی مکانیکی در پودرهای فلزی بصورت طرح واره در شکل (2-2) ارائه شده است.
      • 2-3-4-اثر ذرات تقویت‌کننده بر فرآیند آلیاژ‌سازی مکانیکی
    • 2-4-فشرده پذیری26F
    • 2-5-رفتار چگالش داغ35F
    • 2-6-خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های زمینه فلزی و فوق ریز دانه‌ها
      • 2-6-1-اثر اندازه دانه
      • 2-6-2-نقش ذرات تقویت‌کننده
      • 2-6-3-مکانیزم های مختلف استحکام‌بخشی
    • 2-7-تغییر شکل داغ76F
      • 2-7-1-روابط اساسی در تغییر شکل داغ
    • 2-8-مکانیزم‌های کار نرمی در تغییر شکل داغ
      • 2-8-1-بازیابی دینامیکی81F
      • 2-8-2-تبلور مجدد دینامیکی ناپیوسته82F (DDRX)
      • 2-8-3-تبلور مجدد دینامیکی پیوسته84F (CDRX)
      • 2-8-4-تبلور مجدد دینامیکی توسط چرخش تدریجی شبکه
      • 2-8-5-تبلور مجدد دینامیکی هندسی87F (GDRX)
    • 2-9-رفتار تغییر شکل داغ آلیاژها، کامپوزیتها و نانوکامپوزیتهای آلومینیمی
  • فصل 3
  • روش پژوهش
    • 3-1-هدف پژوهش
    • 3-2- مواد اولیه
    • 3-3-ساخت نانوکامپوزیتها
      • 3-3-1-آسیای مکانیکی
      • 3-3-2-مشخصه یابی پودرها پس از آسیاکاری
      • 3-3-3-گاززدایی
      • 3-3-4-فشردن سرد
      • 3-3-5-اکستروژن داغ
    • 3-4- ارزیابی خواص شمشال‌های اکسترود شده
      • 3-4-1-اندازه‌گیری چگالی شمشالها
      • 3-4-2-بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌ها
    • 3-5-آزمون فشار داغ
    • 3-6-مطالعات ریزساختاری
  • فصل 4
  • نتایج و بحث
    • 4-1- آنالیز مواد اولیه
    • 4-2-مشخصات پودرها پس از آسیای مکانیکی
      • 4-2-1-مورفولوژی ذرات
      • 4-2-2-مطالعات XRD
    • 4-3-چگالی شمشال‌های اکسترود شده
    • 4-4-نتایج آزمون فشار در دمای محیط
    • 4-5-نتایج آزمون سختی سنجی
    • 4-6-ریزساختار قطعات اکسترود ‌شده
    • 4-7-رفتار تغییر شکل داغ
      • 4-7-1-بررسی نمودار‌های تنش-کرنش حقیقی
      • 4-7-2-معادله بنیادی بر پایه معادلات توانی آرنیوسی
  • فصل 5
  • نتیجه‌گیری و پیشنهادات
    • 5-1-نتیجه‌گیری
    • 5-2-پیشنهادات
  • مراجع
...see more