دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال:1388 | دوره:43 | شماره:2 (پیاپی 120) ویژه مهندسی متالوژی و مواد |تعداد مقالات:11

در این تحقیق، تاثیر عملیات حرارتی T6 بر ریزساختار و خواص سایشی آلیاژ 332 حاوی 1.2 درصد آهن بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که انجام عملیات حرارتی فوق روی نمونه ها علاوه بر تغییر مورفولوژی تیغه های فاز سیلیسیم یوتکتیک از حالت سوزنی به کروی و حذف نقاط تمرکز تنش، سبب انحلال و خرد شدن ترکیبات غنی از آهن مخرب و سوزنی شکل b-Al5FeSi می شود. میزان کاهش طول این فاز نا مطلوب با افزایش درجه حرارت و زمان عملیات محلول سازی افزایش می یابد، به طوری که پس از 14 ساعت عملیات محلول سازی در دمای 520 درجه سانتی گراد، طول متوسط تیغه های β حدود 70 درصد کاهش یافته و کرویت آنها افزایش می یابد. نتایج آزمایش سایش، نشان دهنده افزایش مقاومت به سایش در نمونه های عملیات حرارتی شده تا حدود 40 درصد است.

با توجه به نبود منابع معدنی قابل توجه نیکل در کشور، منابع ثانویه نیکل می تواند نقش مهمی را از نظر استخراج این عنصر ایفا کند. از موارد مهم قابل ذکر کاتالیست های مستعمل حاوی نیکل است که در فرآیندهای گوناگون صنعتی استفاده می شوند. با توجه به ماهیت ساختاری این کاتالیست ها، اکثرا از روش های هیدرومتالورژی برای استخراج نیکل استفاده شده است. بنابراین در این کار تحقیقاتی، استخراج نیکل از کاتالیست های مستعمل هیدرو‍‍ژناسیون روغن خوراکی توسط اسیدهای معدنی گوناگون مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که اسید نیتریک و سولفوریک از قابلیت بیشتری در انحلال نیکل برخوردارند. افزایش دما تا 90 درجه سانتی گراد، تاثیر قابل توجهی در بالا بردن نیکل استخراجی داشت و زمان موثر برای حداکثر بازیابی را تا 3 ساعت کاهش داد. آزمایش ها نشان داد که حذف روغن از کاتالیست مستعمل، به روند استخراج نیکل سرعت می دهد. بررسی های سینتیکی نشان داد که دیفوزیون، عامل اصلی در کنترل سرعت واکنش لیچینگ می باشد.

کامپوزیت های آلومینیم - کاربید سیلیسیم از نظر استحکام عالی، انعطاف پذیری خوب، خواص خوردگی مطلوب، ضریب انبساط حرارتی پایین و قیمت مناسب از پرکاربردترین کامپوزیت های زمینه فلزی می باشند. تولید کامپوزیت های ریختگی، به طور معمول با مشکلاتی نظیر توزیع نامناسب فاز ثانویه، به دلیل ترشوندگی ضعیف ذرات سرامیکی توسط مذاب، تخلخل و تشکیل خوشه های حفره - ذرات مواجه است. بنابراین برای رسیدن به خواص مطلوب و تکرارپذیر، استفاده از فرآیندهای ثانویه برای این مواد، موضوعی ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش کامپوزیت Al6061-10Vol.%SiC با اندازه متوسط ذرات 48 میکرومتر به روش ریخته گری هم زدنی تولید و تاثیر فرآیند اکستروژن بر ریزساختار و استحکام کششی آن بررسی شد. نتایج حاصل نشان می دهد که اعمال فرآیند اکستروژن، باعث کاهش اندازه ذرات تقویت کننده و میزان تخلخل نسبت به حالت ریختگی می شود. همچنین با افزایش دما و یا نسبت اکستروژن استحکام کششی درکامپوزیت افزایش می یابد زیرا حفره های موجود در ریزساختار کاهش و پیوند در فصل مشترک بهبود می یابد.

در این تحقیق کامپوزیت های آلومینیم - گرافیت حاوی 5، 10، 15 و20 درصد وزنی گرافیت از طریق روش از هم گسیختگی مذاب به کمک فاز جامد واسطه (پودر گرافیت) و به دست آوردن مخلوط پودری آلومینیم - گرافیت و در نهایت فشرده سازی و سینترینگ پودر حاصل تولید شدند. جهت تعیین سیکل بهینه برای فراوری مخلوط پودری، چهار سیکل متفاوت درجه حرارت - زمان که در آن آلیاژ آلومینیم 2024 در حالت مذاب و یا نیمه جامد - نیمه مایع به همراه پودر گرافیت همزده می شد، مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر هر یک از این سیکل ها بر توزیع اندازه ذرات پودری و درصد گرافیت بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با بهینه سازی سیکل درجه حرارت - زمان می توان بازده تولید پودر را افزایش داده و زمان فرایند را کاهش داد. مخلوط پودری حاصل از این روش، محدوده وسیعی از اندازه ذرات داشته و در دانه بندی های درشت گرافیت به سطح ذرات پودری به صورت چسبیده و در دانه بندی های ریز گرافیت به صورت چسبیده و آزاد وجود دارد. ریزترین دانه بندی، مربوط به مخلوط پودری حاوی 15 درصد وزنی گرافیت می باشد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی بر سطح مقطع شکست نمونه ها، نشان داد که کامپوزیت های تولید شده از این روش، توزیع یکنواختی از ذرات گرافیت در زمینه دارند.

در این تحقیق کامپوزیت های Al2024/Gr حاوی 5 و 10 و 15 و 20 درصد وزنی گرافیت با روش متالورژی پودردرجا تولید شدند. مخلوطهای پودری تولیدی پس از متراکم سازی و سینترینگ، در دمای 495oC تحت عملیات محلولی قرار گرفته و سپس در دمای 170oC تحت عملیات پیرسازی قرار گرفتند. پس از تعیین شرایط بهینه عملیات حرارتی، نمونه های کامپوزیتی حاوی درصدهای مختلف گرافیت تحت تست خمش قرار گرفته و تاثیر مقدار گرافیت بر استحکام خمشی کامپوزیتهای Al2024/Gr حاوی درصدهای مختلف گرافیت بررسی شد. جهت بررسی توزیع گرافیت در داخل نمونه های کامپوزیتی، سطح مقطع شکست نمونه ها توسط SEM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که ماکزیمم سختی بعد از 5 ساعت پیرسازی در دمای 170oC حاصل می شود و این زمان تحت تاثیر حضور گرافیت و درصد گرافیت نمی باشد. بررسی ها نشان دادند که حضور گرافیت در زمینه ای از آلیاژ آلومینیم باعث کاهش استحکام خمشی آلیاژ زمینه شده و با افزایش مقدار گرافیت، استحکام خمشی کاهش می یابد. مطالعات سطح مقطع شکست نمونه ها موید توزیع یکنواخت گرافیت در داخل نمونه های کامپوزیتی بودند.

برای آگاهی از چگونگی ساختارمتالورژیکی و نحوه ساخت ابزار آلات آهنی ایران باستان، برخی ابزار جنگی آهنی مکشوفه در حفاری های سال 84-1383 اطراف شهر ایذه واقع در شمال خاوری اهواز، با نام کاوش بلوطک II مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه ها از نظر تاریخی مربوط به دوران ایلام میانه (3000 سال پیش) و شامل یک میله آهنی، سرنیزه چهارپر و سرنیزه سه پر هستند. بررسی های میکروسکوپی توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی، بررسی های ماکروسکوپی توسط استریوماکروسکوپ، آزمایش اشترولاین، بررسی هایXRD ، سختی سنجی و چگالی سنجی بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمایش های انجام گرفته حاکی از خلوص بالای آهن در نمونه ها است، به طوری که ساختار زمینه نمونه ها فریتی و درصد بسیار اندکی از سطح ساختار پرلیتی دارد. ناخالصی ها در نمونه ها ناشی از احیا ناقص سنگ معدن آهن و محبوس شدن آن در بین لایه های آهن احیاشده هستند. تراکم و شکل ناخالصی ها بسته به شکل نمونه ها تغییرات اندکی داشته ولی اکثر ناخالصی ها را اکسیدهای آهن تشکیل می دهند.

وانادیم به طور گسترده، ولی به میزان اندک (150 پی پی ام) در پوسته زمین پراکنده است. این فلز در فولاد سازی، صنایع رنگ و تولید کاتالیزور کاربرد دارد. تمایل به بازیافت وانادیم از مواد ثانویه مانند کاتالیزورهای مستعمل با توجه به کاهش منابع طبیعی و افزایش قیمت فلز، در حال افزایش است. در فرایند بازیابی وانادیم، واکنش های بسیاری انجام می شوند. واکنش تشویه اکسیدوانادیم به دلیل کندی سرعت و بزرگی زمان تکمیل نسبت به سایر واکنش ها، اهمیت بیشتری دارد و به عنوان گلوگاه فرایند شناخته می شود. در این تحقیق، تشویه اکسید وانادیم توسط کربنات سدیم بررسی شده و سینتیک فرایند و معادلات سرعت تعیین می شوند. آزمایش ها با سه نسبت اکسید وانادیم به کربنات سدیم 1:1، 1:3 و 1:6 با شرایط هم دما انجام شده و به کمک روابط ریاضی مربوط به مدل دو فازی هسته کوچک شونده، مکانیزم فرایند و انرژی تحریک تشویه پنتا اکسید وانادیم تعیین می شود.

در مقاله حاضر فولاد زنگ نزن 304 با دو ترکیب اندکی متفاوت بوسیله لیزر Nd:YAG پالسی جوش کاری شده و ریزساختارهای آنها در شرایط جوش کاری مختلف جهت اعمال سرعت سرمایش متفاوت، بررسی شده اند. طبق نتایج، در فلز جوش فولاد با نسبت کرم معادل به نیکل معادل برابر 1.7، انجماد فریتی و در فلز جوش فولاد با نسبت کرم معادل به نیکل معادل 1.61، انجماد آستنیتی اتفاق می افتد. به علاوه با افزایش سرعت سرمایش (در شرایط جوش کاری با توان لیزر بیشتر) در فولاد با نسبت کرم معادل به نیکل معادل برابر 1.7، مقدار فریت افزایش می یابد و در فولاد با نسبت کرم معادل به نیکل معادل 1.61 لبه های جوش به صورت فریتی منجمد می شود. نمونه ها تحت آزمایش نشت سنجی پارگی قرار گرفته و سطوح شکست و علل شکست آنها بررسی شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که مکانیزم شکست، شکست نرم است و عیوبی مانند حفره های گازی و کاهش عمق نفوذ جوش به تسهیل شکست کمک کرده اند.

در این تحقیق، تاثیر اصطکاک بین مذاب و دیواره قالب و همچنین عبور مذاب از خم قائم و فیلتر سرامیکی بر سرعت و نحوه حرکت مذاب در یک قالب ماسه ای توسط اندازه گیری سرعت مذاب و فیلم برداری مستقیم از جریان سیال در قسمت های مختلف سیستم راهگاهی طبیعی - فشاری بررسی شده و اصلاحاتی کوچک اما موثر در طراحی این سیستم اعمال شد. محاسبه ضریب اصطکاک نشان داد که اصطکاک تاثیر چشمگیری بر کاهش سرعت حرکت مذاب دارد. کاهش سرعت مذاب در اثر عبور از خم قائم 20% و از فیلتر اسفنجی 50% محاسبه شد. آنالیز آماری ویبل نشان داد که قطعات تولید شده توسط سیستم راهگاهی طبیعی - فشاری اصلاح شده بیشترین قابلیت اعتماد را داشته و تاثیر طراحی جدید در جلوگیری از تولید عیب اکسید دوتایی و ورود آن به محفظه قالب از تاثیر وجود فیلتر در سیستم متداول غیر فشاری بیشتر است.