بررسي خواص مكانيكي و مغناطيسي كامپوزيت لايه اي مس- نيكل توليد شده به روش اتصال نورد تجمعي (ARB)

Investigation of Mechanical and Magnetic Properties of Cu/Ni Multi-layer Composite Prepared by Accumulative Roll Bonding (ARB)

روش تغيير شكل پلاستيك شديد (SPD) به عنوان يكي از روش هاي توليد مواد به اندازه دانه نانومتري مطرح مي‌باشد. براي ايجاد يك ساختار با دانه هاي ريز (با اندازه دانه كم‌تر از يك ميكرون) لازم است از راه اعمال كرنش هاي پلاستيك زياد دانسيته بالايي از نابه-جايي‌ها ايجاد شود. فرآيند نورد تجمعي ARB به عنوان يكي ازپركاربردترين روش‌هاي اعمال تغيير شكل شديد پلاستيك و دستيابي به ساختارهاي با اندازه دانه نانومتري در ورق ها در بعد صنعتي مطرح مي‌باشد. در اين پژوهش از فرآيند اتصال نورد تجمعي براي توليد كامپوزيت لايه اي Cu/Ni استفاده شده است كه تعداد هفت مرحله نورد در شرايط بدون روان‌كار همراه با پيش گرمايش?C500 پيش از هر مرحله نورد بر نمونه ها اعمال شده است. براي اين منظور، از مس و نيكل خالص تجاري استفاده شد. نمونه هاي استاندارد از درون قطعات نورد شده تهيه و ريزساختار آن‌ها به وسيله ميكروسكوپ نوري و الكتروني وخواص مكانيكي آن‌ها به وسيله آزمون هاي سختي و كشش مورد ارزيابي قرار گرفت. اين آزمايش‌ها نشان دادند كه سختي، تنش تسليم و استحكام با افزايش مراحل ARB به گونه‌اي چشمگير افزايش مي يابد. هم‌چنين، تاثير حضورلايه‌هاي نيكل در افزايش خاصيت مغناطيسي در مراحل گوناگون با دستگاه مغناطيس سنج ( VSM ) مورد بررسي قرار گرفت

Techniques of severe plastic deformation have been of continual interest in the production of novel metallic microstructures. Among these, accumulative roll bonding has been extensively used to produce multi-layered composites. In the present study, a new manufacturing process for Cu/Ni composites was developed by using Copper and Nickel sheets as starting materials. It was observed that as passes of ARB proceeded Nickel layers were necked and fractured. After seven ARB passes, a multi-layer Cu/Ni composite including homogeneously distributed fragmented Ni layers in the Cu matrix was achieved. Structure and mechanical properties of these composites were studied within different stages of ARB process. With increasing strain during ARB passes strength of these composites increased but elongation decreased. Also, scanning electron microscopy (SEM) was used to study the microstructure of the layers. Finally the magnetic behavior by magnetic device detector (VSM) was investigated and tensile tests were performed to investigate the mechanical behavior of ARB products.