فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
سال:1392 | دوره:7 | شماره:1 (پیاپی 24) |تعداد مقالات:12

دراین پژوهش، بررسی ریزساختار جوش های غیرمشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS 32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش جوشکاری قوس تنگستن تحت گاز محافظ با قطبیت منفی و دو نوع فلز پرکننده ER25104L و ER309LMo استفاده شد. پس از جوشکاری، ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت و فصل مشترک ها به وسیله میکروسکوپ نوری بررسی شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد در فلز جوش ER25104L، ریزساختار به صورت دندریت های آستنیت و زمینه فریت همراه با رسوبات آستنیت ثانویه بود. انجماد فلز جوش ER309LMo، به صورت فریت اولیه همراه با مقداری آستنیت و با مورفولوژی فریت اسکلتی شکل صورت گرفت. در فصل مشترک فلزات پرکننده با فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L رشد رونشستی و در فصل مشترک فلزات پرکننده با فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی 32750 میزان فریت بالایی مشاهده شد.

در این پژوهش خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه فلزی برنزی تقویت شده با الیاف بازالت مورد بررسی قرار گرفت. الیاف بازالت حساس شده جهت تقویت زمینه برنزی به طریق متالورژی پودر مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور درصد های حجمی مختلفی از الیاف بازالت با دانه بندی مشخص به پودر برنز پیش آلیاژ شده اضافه گردیده و درون قالب تحت تنش 400 مگا پاسکال متراکم شدند. نمونه ها در دمای 850 درجه سانتی گراد در محیط احیایی (H2%25N2) به مدت 30 دقیقه سینتر شدند. نمونه های کشش و سایش تهیه شده از ترکیبات فوق تحت آزمون کشش و سایش قرار گرفتند. نتایج حاکی از افزایش استحکام و کاهش ضریب اصطکاک در نمونه های حاوی الیاف مذکور نسبت به نمونه های بدون این الیاف می باشد. هم چنین بهترین خواص کششی و سایشی در نمونه های حاوی 9% الیاف بازالت قابل مشاهده است. هم چنین سطح شکست نمونه کشش توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت.

در این تحقیق، به بررسی توانایی روش های ریخته گری گردابی، حباب زائی مافوق صوت و استفاده توام دو روش مذکور برای ساخت نانوکامپوزیت A356-1wt.% SiC پرداخته شد. در تمامی این روش ها، تاثیر روش افزودن پودر آمیژان (مخلوط نانوذرات و آلومینیم) به جای افزودن نانوذرات خام به مذاب نیز بررسی شد. مطالعات ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی نشان داد که ساخت نانوکامپوزیت با استفاده دو روش آخر و روش اول در صورت استفاده از پودر آمیژان (ریخته گری گردابی اصلاح شده) عملی است. توزیع بسیار یکنواخت نانوذرات برای نمونه ساخته شده با روش آخر به دست آمد. نانوکامپوزیت های مختلف از ساختار ریختگی ریزتری نسبت به آلیاژ برخور دارند. آزمون سختی سنجی نشان داد که سختی نانوکامپوزیت ها نسبت به آلیاژ پایه بیشتر بوده و بیشترین سختی مربوط به نمونه ای است که با روش ریخته گری گردابی اصلاح شده ساخته شده است.

در این پژوهش نانوساختارهای کلسیم تیتانات به روش آلیاژسازی مکانیکی بدون استفاده از عملیات حرارتی سنتز شد. بررسی فازی، اندازه ذرات و مورفولوژی پودر کلسیم تیتانات حاصل، به ترتیب به وسیله آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و دستگاه زتاسایزر (Zetasizer) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج XRD تشکیل فاز کلسیم تیتانات را بعد از 70 ساعت عملیات آسیاب کاری بدون عملیات حرارتی تایید می کند، همچنین آگلومره شدن مقداری از پودر در تصاویر SEM به خوبی قابل مشاهده است. نتایج نشان داده که حداقل زمان برای تشکیل نانوساختارهای کلسیم تیتانات، 70 ساعت است و متوسط اندازه دانه 69 nm می باشد.

در این پژوهش پس از تولید شیشه پایه Li2O-Al2O3-SiO2-TiO2 حاوی آلاینده Cr2O3 به روش ذوب و ریخته گری، تاثیر مقادیر مختلف آلاینده بر خواص اپتیکی و اسپکتروسکوپی شیشه، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی خواص اسپکتروسکوپی، اپتیکی و ساختاری شیشه های تولید شده از طیف سنجی جذبی مرئی-فرابنفش و طیف سنجی FT-IR استفاده گردیده است. بر این اساس، پارامترهای اپتیکی نظیر ضریب جذب، ضریب خاموشی، انرژی فرمی، باند ممنوعه نوری و انرژی Urbach با استفاده از آنالیز اسپکتروسکوپی جذبی مرئی-ماوراء بنفش محاسبه شد. با توجه به نتایج محاسبات، افزودن 1.5% Cr2O3 به شیشه پایه، موجب کاهش مقادیر حجم مولی، باند ممنوعه نوری، انرژی فرمی، انرژی Urbach و افزایش مقدار دانسیته می شود. تغییرات مذکور را می توان بر اساس خاصیت دگرگون سازی یون Cr3+ تحلیل و بررسی کرد.

در این پژوهش به منظور بررسی اثر تیتانیم بر روی ریزساختار و خواص فولاد هادفیلد، 4 آلیاژ با ترکیب شیمیایی پایه حاوی 1.2 درصد کربن، 12 درصد منگنز و درصدهای مختلفی از تیتانیم (0.2، 0.4 و 0.6) و یک نمونه بدون تیتانیم برای مقایسه ریخته گری شدند. نمونه ها تحت عملیات حرارتی انحلالی شامل آستنیته کردن در دمایoC  1100 به مدت سه ساعت و سپس کوئنچ در آب، قرار گرفتند. برای بررسی ریز ساختار از میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و برای تعیین نوع کاربیدها از آنالیز عنصری (EDX) کمک گرفته شد. برای آزمون سایش نیز از روش پین روی دیسک استفاده گردید. نتایج و مشاهدات حاصل از آزمایشات نشان داد که بعد از عملیات حرارتی، ساختاری کاملا آستنیته (در نمونه بدون تیتانیم) و زمینه آستنیتی به همراه کاربیدهای غیر پیوسته تیتانیم (در نمونه های تیتانیم دار) حاصل گردید. هم چنین با افزایش تیتانیم، ساختار ریزدانه و سختی افزایش پیدا کرده است. علاوه بر این تفاوت زیادی در مقاوت به سایش نمونه های تیتانیم دار و بدون تیتانیم حاصل شده و بهترین مقاوت به سایش مربوط به نمونه حاوی 0.6 درصد تیتانیم می باشد.

خوردگی فولاد کربنی 37 St و فولاد زنگ نزن 316 درون سه حمام روی بررسی شد. مشخص شد که فولاد کربنی 37 St مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به فولاد زنگ نزن 316 از خود ارائه می دهد. علاوه بر ترکیب شیمیایی حمام، ترکیب شیمیایی فولاد نیز مقاومت به خوردگی را تحت تاثیر قرار داد. کربن بالای موجود در فولاد 37 St منجر به تشکیل لایه های ضخیمی بر روی سطح این فولاد شد و خوردگی کاهش یافت. مطالعات میکروسکوپی نشان داد که علت تفاوت در رفتار خوردگی این دو فولاد آن است که در فولاد زنگ نزن 316، ضخامت لایه بین فلزی تشکیل شده در حمام روی نازک تر است. سرب موجود در حمام، پوشش فولاد 316 را تحت تاثیر قرار داد. سرب موجود در حمام باعث دندریتی شدن ساختار پوشش و رشد دانه های سطحی پوشش شد که باعث افزایش بیشتر نفوذ روی به داخل پوشش شد.

درسال های اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت Al2O3-TiN به روش آلیاژسازی مکانیکی تولید گردید. از پودر اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد و آسیاب کاری در آتمسفر نیتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد. نتایج حاصل از آلیاژسازی مکانیکی نشان داد در اولین مرحله از فرآیند سنتز، اکسید تیتانیوم بوسیله آلومینیوم احیا می شود و در ادامه فرآیند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام می دهد. در صورتی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 1.2 و 1.3 باشد، پس از 20 ساعت آسیاب کاری، پیک های نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان می شود. هم چنین، نتایج بررسی تغییرات فشار نیتروژن با پیشرفت واکنش نیتروراسیون در اثر آسیاب کاری، افت شدید فشار نیتروژن با نزدیک شدن به انتهای واکنش را نشان می دهند.

در این تحقیق درجه حساسیت به خوردگی بین دانه ای به وسیله روش دوحلقه ای در فولاد 316 با درجه های متفاوت حساس شدن در سرعت های اسکن و غلظت های متفاوت، با استفاده از روش دو حلقه ای پتانسیو کینتیک راکتیواسیون الکتروشیمیایی (EPR) تعیین شده است. هم چنین آزمایش های کاهش وزن اسیدی (C&(practice B نیز بر روی ساختارهای مختلف فولاد حساس شده 316 انجام شد و نتایج حاصل از این آزمایش با نتایج به دست آمده از آزمایش دوحلقه ای ربط داده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از دو آزمایش فوق و مشاهده ضریب هم بستگی بین این دو آزمایش، بهترین هم خوانی و هم بستگی در بین نتایج در حالت M KSCN 0.005 وM 1 و سرعت اسکن  3v/hrو دمای 30 درجه سانتی گراد مشاهده شده است و با توجه به این حالت نسبت Ir:Ia برای هر ساختار به دست آمده و محدوده Ir:Ia برای ساختارهای مختلف حساس شده به دست آمده است.

نانو ذرات فریت هگزاگونال نوع (Ba3Co2Fe24O41) Z توسط روش سیتراتی سنتز شد. جهت بررسی تاثیر ابعاد ذرات بر روی خواص جذبی، نمونه های فریت در دو گروه متفاوت در نسبت مولی اسید سیتریک به اتیلن گلایکول  6:4 (CA:EG)و 4:6 و با نسبت های مولی مختلف اسید سیتریک به نیترات (Rc) در هر گروه، سنتز شد. خواص ساختاری و اندازه دانه فریت ها توسط آنالیز های پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخصه یابی شد. نتایج آنالیز اندازه ذرات فریت را متفاوت و بین 19 تا 79 نانومتر نشان داد. میزان جذب امواج رادار فریت های سنتز شده در کامپوزیت فریت/پلیمر و فریت/نیکل/پلیمر توسط آنالیز تحلیلگر برداری شبکه اندازه گیری شد. کامپوزیت 60% فریت/ 40% پلیمر با فریت با نسبت های مولی 6:4=CA:EG و 3.5=Rc با ضخامت 3 میلی متر، تلفات انعکاسی dB 14 را در فرکانسGHz 11.5 به عنوان بالاترین جاذب امواج رادار نشان داد. افزودن پودر نیکل به کامپوزیت فوق به نسبت 60% (60% فریت + 40% نیکل) / 40% پلیمر، تلفات انعکاسی را به 16 dB رساند.

در این پژوهش به بررسی تاثیر شرایط نورد پوسته ای بر میانگین ضریب کار سختی (n̅) و نسبت ناهمسانگردی قائم (r̅) که منجر به کشش عمیق پذیری محصولات مورد استفاده در صنایع اتومبیل سازی می گردد، پرداخته شده است. این دو پارامتر از شاخص های ارزیابی شکل پذیری می باشند. بر همین اساس سه سری نمونه فولاد ساده کربنی متفاوت، انتخاب شد. سری اول نمونه های قبل و بعد از نورد پوسته ای می باشند. سری دوم نمونه هایی هستند که با درصد متفاوت نورد آزمایشگاهی آماده شده اند. سری سوم نمونه هایی با شرایط یکسان تولیدی و با مقدار متفاوت درصد کشیدگی نورد پوسته ای می باشند. سپس تاثیر شرایط متفاوت تولیدی هریک از این سه سری بر خواص شکل پذیری نمونه ها بررسی شده است. نتایج نشان داد نورد سرد زیر 4.8% و درصدکشیدگی در نورد پوسته ای بر r̅ بی تاثیر می باشد. با افزایش کارسرد، درصدکشیدگی در نورد پوسته ای به شدت کاهش می یابد. میزان این کاهش مستقل از درصدکشیدگی در نورد پوسته ای و به ریزساختار و شرایط قبل از نورد پوسته ای بر می گردد.

روکش تیتانیم بر روی فولاد منجر به ایجاد خواصی هم چون مقاومت به سایش و خوردگی بالا می شود که باعث کاربرد وسیع این کامپوزیت فلزی در صنایعی از جمله صنایع اتمی، شیمیایی، هوافضا و هم چنین مصارف بیومواد گردیده است. یکی از روش های اتصال در حالت جامد جهت اعمال چنین روکشی استفاده از روش اتصال نوردی می باشد. در این مقاله کیفیت روکش نوردی تیتانیم بر روی فولاد ساده کربنی از لحاظ خواص متالورژیکی، مکانیکی و همچنین تاثیر استفاده از لایه میانی مس بر خواص متالورژیکی اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. فصل مشترک روکش و پایه با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت و فازهای تشکیل شده توسط آنالیز تفرق اشعه ایکس شناسایی گردید. نتایج نشان می دهد که افزایش دمای اتصال، موجب افزایش ضخامت ترکیبات بین فلزی و افزایش سختی در فواصل نزدیک به فصل مشترک روکش تیتانیمی به فلز پایه می گردد.