مهندسی متالورژی
سال:1396 | دوره:20 | شماره:1 (پیاپی 65) |تعداد مقالات:8

ذرات کاربید تیتانیم (TiC) به دلیل دارا بودن استحکام، سختی و پایداری الکتروشیمیایی بالا، به عنوان ماده ای ایده آل جهت ساخت برخی از انواع کامپوزیت ها شناخته شده اند. در این پژوهش، به منظور کامپوزیت سازی سطح فولاد ابزار گرمکار 13H، از ذرات کاربید تیتانیم (TiC) پیش نشانی شده و فرآیند کامپوزیت سازی لیزر پالسی Nd:YAG استفاده شده است. پروفیل سختی سطوح کامپوزیت شده توسط آزمون ریزسختی سنجی ویکرز، مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه یابی پوشش ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف نگار تفکیک انرژی (EDS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) انجام گرفت. رفتار تریبولوژیکی سطوح کامپوزیتی و زیرلایه با آزمون پین روی دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت و ضریب اصطکاک آنها نیز گزارش شد. نتایج نشان داد که مشارکت مناسب و توزیع یکنواخت ذرات TiC در مناطق کامپوزیتی، سبب ایجاد سطوحی عاری از هر گونه ترک و تخلخل شده و همچنین مشارکت ذرات TiC با سختی و استحکام بالا، از یک سو سبب کاهش ضریب اصطکاک و از سوی دیگر با جلوگیری از تغییر فرم پلاستیک و ترک های سطحی، سبب بهبود مقاومت سایشی نمونه های کامپوزیتی نسبت به سطوح غیرکامپوزیتی، شد.

هدف از این پژوهش بررسی تاثیر روش تغییرشکل پلاستیک شدید نورد تکرارشونده با غلتک های صاف و انحناءدار(RCSR)  و نیز تاثیر عملیات حرارتی پس از آن بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن 304 است. در این پژوهش، ابتدا روش RCSR در دمای 200oc در دمای بالای Md30))، به منظور تشکیل دانسیته بالایی از نابجایی ها و دوقلویی های مکانیکی در فاز آستنیت و جلوگیری از تشکیل فاز مارتنزیت، به نمونه فولاد زنگ نزن 304 اعمال شده است. سپس، به منظور دست یافتن به ریزساختار ریزدانه، نمونه تغییرشکل یافته تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گرفته است. در ادامه به منظور مشخص نمودن دمای شروع و پایان تبلورمجدد نمونه تغییرشکل یافته، از تست دیلاتومتری استفاده شده است. در نهایت نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، تست های کشش و میکروسختی مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که با افزایش تعداد سیکل های فرآیند RCSR، دوقلویی های مکانیکی بیشتری تشکیل شده و سختی و استحکام تسلیم نمونه ها افزایش یافته است.

هدف پژوهش حاضر بررسی خواص مکانیکی و ریزساختار نانوکامپوزیت هیبریدی آلومینیم تقویت شده با نانولوله کربن (CNT) و ویسکر کاربید سیلیسیم (SiCW) تولید شده به وسیله فرآیند پرس گرم می باشد. جهت تولید نانوکامپوزیت از درصدهای مختلفی از مقاوم سازهای نانولوله کربن و ویسکر کاربید سیلیسیم (5- 0 درصد وزنی) با نسبت مساوی استفاده شد. برای توزیع تقویت کننده ها، پودر آلومینیم و تقویت کننده ها در آسیای گلوله ای ماهواره ای با سرعت 120rpm به مدت یک ساعت آسیا و سپس نمونه ها تحت فشار 500MPa و دمای 550oc در زمان پرس گرم 45 دقیقه تولید شدند. به منظور بررسی اثر درصد تقویت کننده ها، سختی، چگالی، استحکام تسلیم و استحکام فشاری نمونه ها اندازه گیری شد. ریزساختار نمونه ها نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که در درصدهای پایین مقاوم ساز، با افزایش مقدار مقاوم ساز خواص مکانیکی افزایش می یابد ولی در مقادیر بالای مقاوم ساز (بیش از 1 درصد) با افزایش میزان مقاوم ساز به دلیل پدیده آگلومره شدن نانولوله کربن و عدم توزیع مناسب ویسکر کاربید سیلیسیم خواص مکانیکی افت می کند.

اتصال نامتشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی به فولاد ساده کربنی در اتصالات پتروشیمی، صنایع نفت و گاز و کشتی سازی کاربرد دارد. در این پژوهش به مقایسه دو حالت جوشکاری تنگستن- گاز (GTAW) با جریان متناوب(CCGTAW) و جریان پالسی (PCGTAW) و اثرات آن بر ریزساختار و رفتار مکانیکی اتصال نامتشابه فولاد زنگ نزن آستنیتیAISI 321 به فولاد کربنی ASTM A537CL1 بررسی شد. بدین منظور از فلز پرکنندهER308L با قطر 1.8 میلی متر و گاز محافظ آرگون استفاده شد. جهت بررسی ریزساختار و سطح مقطع شکست بتریب از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. همچنین برای بررسی خواص مکانیکی اتصال، از آزمون های کشش، ضربه و ریزسختی استفاده شد. نتایج نشان داد که شکست از فلز پایه A537 و از نوع نرم بوده است. حرارت ورودی در روش جوشکاری پالسی نسبت به روش متناوب حدود 11 درصد کاهش یافت. انرژی ضربه در حالت پالسی حدود 200 ژول و در روش متناوب 145 ژول بدست. سطح مقطع شکست ناشی از آزمون ضربه در هر دو روش به صورت نرم بوده با این تفاوت که در روش پالسی دیمپل ها و حفرات ریزتر از روش متناوب مشاهده شد.

در این تحقیق توسط چرخه های عملیات حرارتی بین بحرانی (آستنیته کردن در 850oc به مدت 1 ساعت، سپس انتقال هر یک از نمونه ها به کوره با دماهای به ترتیب 760، 770 و 750oc به مدت 15 دقیقه، انتقال به حمام نمک360oc به مدت 15 دقیقه و در نهایت سرد کردن تا دمای محیط در هوا) از فولاد AISI4140، نمونه هایی با ساختارهای دوفازی فریتی– بینیتی با درصدهای مختلف فاز بینیت حاصل گردید. سپس خواص مکانیکی نمونه ها توسط آزمون های مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات نشان می دهد با افزایش کسر حجمی بینیت، استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی افزایش می یابد در حالی که انعطاف پذیری و انرژی ضربه کاهش می یابد. با بررسی سطوح شکست نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی، مشاهده شد که نوع شکست در نمونه های دوفازی به صورت مخلوطی از شکست ترد و نرم بوده و ذرات ناخالصی سولفید منگنز منشا و محل رشد و اشاعه ترک می باشد و نیز با افزایش کسر حجمی بینیت، نسبت شکست ترد به نرم افزایش یافته است.

ریخته گری به عنوان شاخه ای از صنعت فولاد، نقش اساسی و راهبردی در تولید قطعات صنعتی در حوزه های بالادستی و اولویت دار فناوری کشور دارد. نتایج ممیزی علم، فناوری و نوآوری در این صنعت نشان می دهد برنامه های راهبردی مناسب و مدون و نبود هدف مشخص برای توسعه مهم ترین ضعف این صنعت می باشد.در این مقاله سعی شده تا مدل جامع، مناسب، کاربردی و به روز جهت برنامه ریزی راهبردی کارخانجات ریخته گری فولاد پیشنهاد گردد. همچنین هریک از مراحل تدوین برنامه راهبردی و تدوین کارت امتیازی سازمان به همراه استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (Fuzzy-AHP) برای اولویت بندی اهداف سازمان به منظور تعیین اقدامات و پروژه های دارای اولویت از مهمترین نتایج این پژوهش می باشد. مدل پیشنهادی در یک کارخانه ریخته گری فولاد مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اولویت بندی اهداف استراتژیک نظرات مدیران همان سازمان در ماتریس های مقایسه زوجی قرار داده شده، سازگاری و تحلیل سلسله مراتبی فازی توسط نرم افزار اکسل انجام و نتایج به دست آمده از تدوین این برنامه راهبردی در چارچوب مدل ارائه شده مورد بررسی و اعتبارسنجی قرار گرفت. مدل پیشنهادی می تواند الگوی مناسبی جهت مدیریت استراتژیک سازمان های در حال کار و یا در شرف تاسیس صنعت ریخته گری فولاد باشد.