تحليل تجربي چقرمگي شكست تنش صفحه‌اي ورق‌هاي آلومينيومي توليد شده به روش پيوند سرد نوردي

Experiment investigation of plane stress fracture toughness for aluminum sheets produced by Cold Roll Bonding Process

فرآيند پيوند سرد نوردي يكي از روش هاي توليد ورق هاي لايه اي با جنس مشابه و غيرمشابه مي باشد كه در يك دهه اخير مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است. در اين تحقيق براي اولين بار چقرمگي شكست تنش صفحه اي به صورت تجربي براي نمونه ي نازك دولايه آلومينيومي توليد شده به روش پيوند سرد نوردي با استفاده از نمونه-هاي كششي فشرده و مطابق با استاندارد ASTME561 مشخص شده است. چقرمگي شكست يكي از پارامترهاي مهم ماده در طراحي مي باشد كه بررسي آن به منظور پيش-بيني عمر و رشد ترك مواد ترك دار در برابر اعمال تنش مي باشد. علاوه بر بررسي چقرمگي شكست، خواص مكانيكي با استفاده از آزمون كشش تك محوره و ميكروسختي و سطح مقطع شكست با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمايشات نشان داد كه مقادير استحكام كششي، ميكروسختي و چقرمگي شكست براي نمونه ي دولايه به مراتب بيشتر از نمونه ي اوليه مي باشد كه نسبت به ورق اوليه به ترتيب 150%، 80% و 51% بهبود يافت. البته مقدار ازدياد طول نيز كاهش مي يابد. همچنين تصاوير ميروسكوپ الكتروني نشان مي دهد كه ميكروحفرات سطح مقطع شكست كم عمق تر مي شوند كه همين عامل تاييدكننده افزايش استحكام و كاهش شكل پذيري مي باشد. البته نقش اصلي تغييرات ايجاد شده را اعمال كرنش زياد و كار سرد ايفا مي كند.

Cold roll bonding process is one methods for production of multi-layered sheets with same and dissimilar materials that، in the past decade has been attention of many researchers. In this research، for the first time and according to ASTM-E561 and using compact tension specimens investigated plane stress fracture toughness for thin for two layers of aluminum sheets produced by Cold Roll Bonding Process. The fracture toughness is an important parameter in the design that their analysis can predict crack growth and life for material has crack. In addition to the fracture toughness، mechanical properties and tensile fracture surfaces were evaluated by using of uni-axial tensile test، micro hardness and scanning electron microscopy، respectively. Results of these test demonstrated that value of tensile strength، micro hardness and plane stress fracture toughness for two layers of aluminum sheets produced by Cold Roll Bonding process is far more than annealed sample that compared to the initial sheet respectively 150%، 80% and 51% improved. But value of elongation decreased. Also results of SEM demonstrated that dimples shallower and smaller than the initial sample that this factor confirmed increasing strength and reducing ductility. Of course the main role of this variation، applying high strain and cold working plays.