اتصال نفوذی دو فلز غیر همجنس تیتانیوم و مس بهروش نوردی
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Diffusion Bonding of Two Dissimilar Titanium and Copper Metals by Processed Roll Bonding
First Statement of Responsibility
/رضا شفق
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی مواد
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۴۰۱
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۱۲ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی مواد- جوشکاری
Date of degree
۱۴۰۱/۰۶/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
کامپوزیتهای لایهای مس / تیتانیوم دارای خواص فیزیکی و مکانیکی برتری نسبت به فلزات مس و تیتانیوم میباشد .از جمله روشهای فرآوری کامپوزیت لایهای، اتصال نوردی میباشد .در پژوهش حاضر هدف، فرآوری کامپوزیتهای سه لایه مس / تیتانیوم / مس به روش اتصال نوردی میباشد .جهت فرآوری کامپوزت سه لایه، پس از آمادهسازی مناسب ورقهای مس و تیتانیوم، ساندویچ اولیه تهیه شد .در ادامه، ساندویچ اولیه تحت اعمال نورد سرد شدید با کاهش ضخامت ۷۵ درصد قرار گرفت و کامپوزیت سه لایه مس / تیتانیوم / مس فرآوری شد .جهت دستیابی به کامپوزیت لایهای با خواص مطلوب، کامپوزیتها در محدوده دمایی ۴۰۰-۸۵۰ در زمان های ۰/۸-۵ ساعت تحت عملیات آنیل پایانی قرار گرفتند .جهت بررسی خواص متالورژیکی و مکانیکی کامپوزیتهای فرآوری شده، از میکروسکوپی نوری، میکروسکوپی الکترونی روبشی و آزمایشهای میکروسختی، استحکام فصل مشترک و کشش استفاده شد .با انجام اتصال نوردی با کاهش ضخامت ۷۵ درصد، اتصال عالی بین لایهها ایجاد میشود و فصل مشترک به دلیل تغییرشکل پلاستیک شدید اعمال شده به صورت چین خورده، ظاهر میشود .علاوه بر این، لایه مس در دمای آنیل پایانی ۴۰۰ دچار تبلورمجدد شد .با این حال در دمای مذکور، در لایه تیتانیوم بازیابی اتفاق افتاد و تبلورمجدد به طور کامل صورت نگرفت .همچنین از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی مشاهده شد که در اثر آنیل پایانی در دما و زمانهای مختلف، لایه واکنشی ناشی از نفوذ اتمهای مس و تیتانیوم در فصل مشترک تشکیل شد .این لایه واکنشی در دماهای بالاتر از ۶۰۰ شامل چهار نوع ترکیب بین فلزی است .این ترکیبات از سمت لایه مس به لایه تیتانیوم به ترتیب شامل_TiCu ۴،_Ti ۲_Cu ۳، TiCu و_Ti ۲ Cu میباشد .در اثر افزایش دمای آنیل پایانی، ضخامت لایه واکنشی از ۶۶/m۰ در دمای ۴۰۰ به m ۳/۳ در دمای ۸۵۰ افزایش مییابد .همچنین در اثر افزایش زمان آنیل پایانی ضخامت لایه واکنشی افزایش مییابد .ضخامت لایه واکنشی در اثر افزایش زمان آنیل پایانی، در دماهای بالاتر با شیب بیشتری افزایش مییابد .نتایج آزمایش میکروسختی نشان داد که با افزایش دما و زمان آنیل پایانی سختی فصل مشترک به دلیل افزایش ضخامت لایه واکنشی افزایش مییابد .مقدار سختی فصل مشترک با افزایش دمای آنیل پایانی از ۴۰۰ به ۸۵۰ از ۱۶۲ بهHV ۲۰۰ افزایش می-یابد .بیشترین استحکام فصل مشترک در اثر آنیل پایانی در دمای ۴۰۰ و زمان ۲ ساعت حاصل شد که مقدار آن برابر با N/mm ۵۰/۹۴ است .با افزایش دمای آنیل پایانی، استحکام فصل مشترک کامپوزیتها به دلیل افزایش ضخامت لایه واکنشی کاهش یافت .بیشترین استحکام کششی در اثر آنیل پایانی در دمای ۴۰۰ و زمان ۲ ساعت حاصل شد که مقدار ان برابر باMPa ۴۳۳ و میزان داکتیلیتی برابر ۲۷ درصد است .با افزایش دمای آنیل پایانی، استحکام کششی کامپوزیتها به دلیل افزایش ضخامت لایههای واکنشی کاهش مییابد .در نهایت، در کامپوزیتهای فرآوری شده به روش اتصال نوردی و آنیل پایانی در دمای ۴۰۰ و زمان ۲ ساعت با توجه به تشکیل لایه واکنشی با ضخامت کم، ترکیب بهینهای از استحکام فصل مشترک و کشش و داکتیلیتی حاصل شد.
Text of Note
C and the time of 2 hours, which is equal to 50.94 N/mm.░ By adding a copper Cladding on titanium, the weak thermal and electrical conductivity of titanium can be compensated. One of the methods of Cladding is rolling bonding. In the current research, the aim is to process copper/titanium/copper three-layer composites by roll bonding method. In order to process the three-layer composite, after proper preparation of copper and titanium sheets, the initial sandwich was prepared. Next, the initial sandwich was subjected to severe cold roll bonding with a thickness reduction of 75 , and the three-layer copper/titanium/copper composite was processed. In order to obtain a layered composite with desirable properties, the composites were subjected to post-annealing in the temperature range of 400-850 for 0.5-4 hours. In order to investigate the metallurgical and mechanical properties of processed composites, optical microscope, scanning electron microscope and microhardness, peel test and tensile tests were used. It was observed that by performing roll bonding with a 75 thickness reduction, an excellent connection between the layers is created and the interface appears folded due to the severe plastic deformation applied. In addition, the copper layer underwent recrystallization at the post annealing temperature of 400. However, at the mentioned temperature, recovery occurred in the titanium layer and recrystallization did not take place completely. It was also observed from the scanning electron microscope images that a reaction layer was formed due to the penetration of copper and titanium atoms in the interface due to final annealing at different temperatures and times. This reaction layer contains four types of intermetallic compounds at temperatures higher than 600. These compounds includeTiCu_4, Ti_2 Cu_3, TiCu and Ti_2 Cu from the side of the copper layer to the titanium layer respectively. As a result of increasing the final annealing temperature, the thickness of the reactive layer increases from 0.66 m at 400 to 3.3 m at 850. Also, as a result of increasing the post annealing time, the thickness of the reactive layer increases. The thickness of the reactive layer increases steeply at higher temperatures as a result of increasing the post annealing time. The results of the microhardness test showed that with increasing temperature and post annealing time, the hardness of the interface increases due to the increase in the thickness of the reactive layer. The hardness value of the interface increases from 162 HV to 200 HV by increasing the final annealing temperature from 400 to 850 . The maximum strength of the interface was obtained by the post annealing at a temperature of 400
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Diffusion Bonding of Two Dissimilar Titanium and Copper Metals by Processed Roll Bonding
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
مس
تیتانیوم
اتصال نوردی
آنیل پایانی
کامپوزیت لایهای
لایه واکنشی
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
Copper, titanium, rolling connection, final annealing, layered composite, reactive layer