علم مواد
سال:1389 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

اسپری شعله ای به خاطر گستردگی مواد مورد استفاده و هزینه پایین، یکی از فرایندهای پرکاربرد در فراوری پوشش ها به شمار می رود. اما چسبندگی ضعیف بین اسپلت ها و بین پوشش و زیرلایه و تخلخل بالای پوشش، از معایب عمده این روش است. برای غلبه بر این مشکل، پوشش های به دست آمده از این فرایند، تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. پوشش های NiCrBSi، مقاومت سایشی و خوردگی بالایی داشته و در اجزایی که تحت شرایط سخت تریبولوژیکی قرار دارند، به کار برده می شوند. در تحقیق حاضر پوشش های پایه نیکل NiCrBSi، با استفاده از تکنیک اسپری شعله ای فراوری شده و تاثیر پارامترهای اسپری شعله ای و عملیات حرارتی بر ریزساختار آنها بررسی گردید. نتایج نشان داد که پوشش های به دست آمده در میزان تغذیه پودر 150g/min و فاصله اسپری 15cm که بر روی زیرلایه های سندبلاست شده، اعمال گردیده اند، از ریزساختار لایه ای تشکیل شده اند که این لایه ها به خوبی روی یکدیگر پخش شده و کمترین مقدار تخلخل را دارا هستند. نتایج بررسی های فازی نشان داد که فازهای Ni، CrB، (Cr, Fe)7C3، Ni3B و Ni5Si2 در ریزساختار پوشش های عملیات حرارتی شده تا دمای 1075oC قابل شناسایی هستند. همچنین در پوشش های عملیات حرارتی شده در دمای 1100oC، علاوه بر فازهای ذکر شده، فاز Cr2Ni3B6 نیز شناسایی شد.

آبکاری با جریان منقطع از جمله فرایندهایی است که به طور گسترده برای کاربردهای صنعتی به منظور بهبود مقاومت خوردگی و خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق پوشش کرم از حمام آبکاری کرم استاندارد توسط جریان مستقیم و منقطع بر روی سطح یک ورق فولادی از جنس st37 ایجاد شد. از بین پارامترهای جریان منقطع، سیکل کاری مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی مورفولوژی و اندازه گیری ضخامت پوشش از میکروسکوپ های نوری و الکترونی و جهت بررسی خواص سایشی پوشش از آزمون سایش پین روی صفحه استفاده شد. نتایج نشان داد که ضخامت پوشش و دانه بندی آن وابستگی زیادی به سیکل کاری و نسبت زمان روشن و خاموش دارد؛ به طوری که کاهش سیکل کاری، موجب کاهش ضخامت پوشش و ریز شدن دانه بندی و تغییر مورفولوژی از حالت هرمی مثلثی شکل به حالت مکعبی و افزایش مقاومت به سایش خواهد شد.

سرامیکهای نوری بخش مهمی از فناوری در صنایع اپتیک را تشکیل می دهند. فلورید منیزیم یکی از این سرامیکهای نوری است که کاربردهای متنوعی از جمله در حسگرهای مادون قرمز به عنوان پنجره مادون قرمز دارد. از مزایای فلورید منیزیم نسبت به مواد دیگر، دوام بالا و خواص مکانیکی و حرارتی مناسب آن است. پنجره باید در محدوده طول موج مورد نظر شفاف باشد و درصد بالایی از اشعه رسیده را از خود عبور دهد و به سمت حسگر هدایت کند. در این پروژه از پودر فلورید منیزیم بوسیله روش پرس داغ نمونه های پلی کریستال تهیه گردید و تاثیر پارامترهای فرآیند و ریز ساختار بر روی خواص اپتیکی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که مهمترین مشکل برای رسیدن به عبوردهی بالا حذف حفره ها و رشد دانه می باشد. البته اثر بازتاب از سطح نیز تاثیر زیادی بر نتایج به دست آمده داشته است.

در این تحقیق پودر نانوکریستال هیدروکسی آپاتیت از ترکیب نیترات کلسیم و پنتوکسیدفسفر به روش سل-ژل تهیه شد. ژل حاصل از این روش به دو صورت حلال شفاف و نیمه شفاف بدست آمد. نتایجی که از آنالیز FT-IR و XRD بدست آمد، نشان داد که پودر تولید شده، هیدروکسی آپاتیت می باشد. عدم نیاز به الکوکسید در این روش باعث تمایز با روش های دیگر تهیه هیدروکسی آپاتیت به روش سل- ژل شده است. الگوی پراش اشعه ایکس نشان داد که بعد از فرآیند عملیات حرارتی در 900oC به مدت 12 ساعت در معرض هوا، تکفاز هیدروکسی آپاتیت ظاهر می شود. تصاویر SEM نشان داد که بعد از فرآیند عملیات حرارتی در 900oC، نانوکریستالهای هیدروکسی آپاتیت به ابعاد 50 نانومتر حاصل شده است.

مشخصات ریزساختاری و اثر پارامترهای جوشکاری بر اندازه دانه، تفاوت جهت گیری موضعی و مرزدانه های با زاویه کم، در جوش های حاصل از روش TIG فولاد زنگ نزن AISI 409 بررسی گردید. مشاهده شد که فلز پایه حالت نیمه تبلور مجدد یافته ای دارد. بعد از فرایند اتصال، به واسطه حرارت جوشکاری، تبلور مجدد کامل همراه و سپس رشد دانه شدید در منطقه متاثر از حرارت روی داده و نیز کاهش در تعداد مرزدانه های با زاویه کم در منطقه متاثر از حرارت دیده می شود. با این حال، کرنش پلاستیک ناشی از جوشکاری عاملی افزایشی بر میزان تفاوت جهت گیری و میزان مرزهای با زاویه کم می باشد. نتایج نشان می دهد که حالت نهایی کرنش در منطقه متاثر از حرارت در واقع نتیجه رقابتی است که بین کرنش عمر پلاستیک جوشی و رهایش کرنش ناشی از تبلور مجدد می باشد.

امروزه به دلیل خواص ویژه آلومینیوم، آلیاژهای آن دارای کاربرد وسیعی شدهاند. آلیاژهای سری 5000 نیز از این قائده مستثنی نبوده و یکی از آلیاژهای جدید این گروه Al-4.5Mg است. این آلیاژ در اثر کارسختی به استحکام بالایی در حد330MPa  میرسد. مشکل این آلیاژ در حین جوشکاری ذوبی، کاهش تنش تسلیم و استحکام نهایی کششی در اثر تبلور مجدد و رشد دانه در منطقه متاثر از حرارت (پدیده نرم شدن منطقه متاثر از حرارت) است. در این پژوهش تاثیر تغییر شدت جریان جوشکاری با فرآیند تیگ پالسی بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی این آلیاژ مطالعه شده است. ریز ساختار کلیه جوشها بررسی شد و مشخص شد با کاهش شدت جریان استحکام کششی مواد افزایش مییابد. تمام نمونه های جوشی از منطقه جوش شکستند. منطقه جوش نمونه ها به دلیل کاهش گرمای ورودی در این جوشکاری ساختار ریزی را نشان دادند. سختی در منطقه تحت تاثیر حرارت ناشی از ساختار درشت دانه، پایین ترین مقدار را داشت. همچنین با افزایش شدت جریان، سختی مناطق مختلف کاهش یافت. بهترین شدت جریان بین 220 و 240 آمپر انتخاب شد.

آلیاژ چدن پرکروم به دلیل سختی و مقاومت به سایش بسیار بالا در صنعت سیمان و معادن کاربرد زیادی دارد. این در حالی است که امروزه بالا بردن مقاومت به ضربه و چقرمگی این آلیاژ به موضوع مهمی در تحقیقات بدل شده است. در این پژوهش تلاش شده است تا تاثیر استفاده از فیلتر فومی سرامیکی از جنس SiC بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ چدن سفید حاوی %17 کروم مورد مطالعه قرار گیرد. بدین منظور ابتدا مدلی طراحی و ساخته شد تا بتوان اغلب نمونه های استاندارد آزمون های مکانیکی از قبیل سختی سنجی، مقاومت به ضربه، بررسی سطح شکست و مقاومت به سایش و همچنین متالوگرافی، با کمترین میزان نیاز به تراشکاری، آماده سازی شوند. در نهایت، آزمون های فوق بر روی نمونه های استاندارد تهیه شده از این دو آلیاژ انجام پذیرفت و نتایج حاصله مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. این نتایج نشان دهنده افزایش اندکی در مقاومت به ضربه و مقاومت به سایش و نیز کاهش سختی این آلیاژ بودند. همچنین مشاهده شد که بکارگیری فیلتر فومی سرامیکی، تاثیر بارزی بر مورفولوژی فازها و ریزساختار این آلیاژ نخواهد داشت. اما شکست نرمتر و ترک های همگن تری را در نمونه بدنبال دارد.