بررسی اثر دمای نورد و ضخامت آلومینیوم بر رفتار کششی کامپوزیت‌‏های لایه‌‏ای آلومینیوم 1050 /فولاد 304/آلومینیوم 1050: مقایسه داده‏‌های عملی و قانون مخلوط‏‌ها

تولید کامپوزیت‌های لایه‌ای با استفاده از فرایند نورد، از معدود روش‌هایی است که امکان دستیابی به بهینه میزان خواص مکانیکی آلیاژهای تشکیل‌دهنده لایه‌ها را به‌صورت اقتصادی فراهم میسازد. به‌عنوان مثال، به منظور تولید سازه‌هایی با استحکام ویژه مناسب و نرخ تولید بالا، تولید ساختارهای لایه‌‌های متشکل از آلومینیوم و فولاد با استفاده از فرایند نورد پیشنهاد میشود. خواص مکانیکی ساختارهای لایه‌های فوق تابع پارامترهای بسیاری از جمله، ترکیب شیمیایی آلیاژهای آلومینیوم و فولاد، ضخامت و تعداد لایه‌ها ، مقدار کرنش نورد، دما و سرعت نورد میباشد. در این پژوهش، به بررسی اثر دما و ضخامت ورق آلومینیوم بر رفتار کششی کامپوزیت‌های سه الیه آلومینیوم /1050 فوالد /304 آلومینیوم 1050 پرداخته شده است. بدین منظور دو سری نمونه متشکل از دو الیه آلومینیوم (یک مرتبه با ضخامت 3 میلیمتر و یک مرتبه با ضخامت 2 میلیمتر( و یک الیه ورق فوالدی )با ضخامت 1 میلیمتر) تحت نورد گرم دمای 300 درجه سانتیگراد( با کاهش سطح مقطع 55 درصد قررا گرفته است. همچنین دوسری نمونه متشکل از دو لایه آلومینیوم )یک مرتبه با ضخامت 1 میلیمتر و یک مرتبه با ضخامت 2 میلیمتر( و یک الیه ورق فولادی )با ضخامت 1 میلیمتر( با کاهش سطح مقطع 55 درصد تحت نورد سرد قرار گرفته است. نتایج آزمون کشش حاکی از آن است که مستقل از دمای نورد، با کاهش ضخامت آلومینیوم، استحکام بیشینه افزایش یافته و مقدار افزایش نیز بیش از مقداری است که از قانون مخلوط‌ها پیش بینی میشود. دلیل این امر ناشی از اتصال مناسب بین لایه‌های آلومینیوم و فولاد است. همچنین نمونه نورد شده در دمای اتاق 10 درصد استحکام بیشینه بالاتری نسبت به نمونه نورد شده در دمای 300 درجه سانتیگراد دارد. همچنین انرژی جذب شده تا شکست، در نمونه تحت نورد گرم، 38 درصد بیشتر از نمونه تحت نورد سرد است. این تفاوت در رفتار مکانیکی ماده ناشی از اثر کار سرد روی ساختار کامپوزیتی است. انرژی جذب شده قبل از شروع ترک در نمونه های با آلومینیوم ضخیمتر، کمتر از انرژی جذب شده در آنها حین رشد ترک بوده و رفتار فوق با قانون مخلوطها مطابقت دارد.