مهندسی متالورژی و مواد
سال:1390 | دوره:23 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

در سال های اخیر مطالعات زیادی بر روی رفتار تغییر شکل گرم و ریزساختار آلیاژهای ریختنی منیزیم انجام شده است. دلیل انجام آن ها، افزایش کاربرد آلیاژهای منیزیم می باشد. اگر چه مطالعات بسیاری بر روی ریزساختار آلیاژهای کار شده منیزیمی پس از تغییر شکل گرم انجام شده است، اما اطلاعات ریزساختاری مربوط به تغییر شکل گرم آلیاژهای ریختنی منیزیمی بسیار محدود است. در مطالعه حاضر، تغییرات ریزساختاری آلیاژ منیزیم AZ91 حین تغییر شکل گرم بررسی شده است. ابتدا نمونه ها در محدوده دمایی °C 425 - 350 با نرخ کرنش s-1 0.1 و به میزان های کرنش پیک 0.3 و 0.5 فشرده شدند. تغییرات ریزساختاری به وسیله میکروسکپ های نوری و الکترونی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که دانه های تبلور مجدد حین تغییر شکل گرم بر روی مرزهای اولیه جوانه می زنند. کسر دانه های تبلور مجدد یافته با افزایش میزان کرنش به شکل سیگمودال و مطابق با رابطه اورامی افزایش یافت. افزون بر این، اندازه دانه های تبلور مجدد یافته در ابتدا افزایش و پس از رسیدن به میزان بیشینه خود کاهش یافت.

در این تحقیق با استفاده از روابط هندسی موجود بین سنبه و برخی از مشخصات فرایندی، چگونگی تشکیل و توسعه نواحی مختلف درون قطعه در فرایند کشش عمیق پیش بینی شد و رابطه بین زاویه خم، شعاع شانه قالب و سنبه و میزان کرنش در دورلبه (flange) و شانه قالب به ازای مقادیر دلخواه جابجایی سنبه به دست آمد. افزون بر این، مولفه های مختلف نیروی تغییر شکل محاسبه شد و به کمک رابطه های به دست آمده، نمودار نیرو - جابجایی سنبه در میزانهای مختلف شعاع شانه قالب و سنبه ترسیم و تاثیر این مولفه ها بر نمودارهای حاصل بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که تاثیر شعاع شانه قالب و سنبه بر میزان جابجایی سنبه در نقطه بیشینه نیرو یک سان است. تطابق بسیار خوبی بین نتایج این تحقیق و نتایج تجربی سایر محققان به دست آمد.

در این مقاله، برای مدل سازی سه بعدی پوشش سطحی ناشی از فرایند پاشش حرارتی و به دست آوردن مشخصات آن از روش آماری استفاده شده است. در این روش، برخورد تک تک قطره های سرامیک مذاب و تاثیرگذاری آن ها در شکل گیری لایه های پوشش بررسی شده است. برای این منظور، مدل های تحلیلی برای دینامیک پخش شدن قطره ها و برگشت لبه قطره های پخش شده به سمت بالا به کار گرفته شد، و فرض شد که برگشت لبه های اسپلت تنها عامل ایجاد تخلخل باشد. مدل سازی برای بخش کوچکی از صفحه انجام شد که به روش پلاسما با سرامیک زیرکونیای پایدارشده با یوتریوم (YSZ) پوشش داده شده بود. در نهایت، مقدار متوسط تخلخل پوشش و ضخامت پوشش محاسبه شدند، و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مطابقت داشت. افزون بر این، تاثیر عوامل مختلف فرایند شامل فاصله مشعل از سطح، سرعت حرکت مشعل و میزان حجم مواد مصرفی در واحد زمان بر خواص پوشش مانند تخلخل و ضخامت نیز بررسی شده است.

در این تحقیق، تاثیر تعداد ذرات گرافیت که شاخص مهمی در چدن نشکن به شمار می رود، بر روی چگونگی توزیع مارتنزیت در چدن های با زمینه دوفازی بررسی شده است. به همین منظور با ریخته گری یک مدل پله ای، تعداد متفاوتی از ذرات گرافیت ایجاد شد. پس از برش نمونه ها، عملیات حرارتی تاب کاری بر روی آن ها انجام گرفت تا ریزساختاری کاملا فریتی به دست آید. سپس عملیات دوفازی سازی نمونه های چدن نشکن انجام شد که طی آن نمونه ها پس از پیش گرم شدن در600 °C  به مدت 10 دقیقه، به سرعت به محیط آلومینیم مذاب با دمای °C 900 منتقل و در آن به مدت زمان های 10، 15، 20 و 25 ثانیه آستنیته شدند، و در نهایت در روغن سریع سرد شدند. درصد حجمی فازهای مختلف در ریزساختار با روش شمارش نقطه ای مطابق با استاندارد ASTM-E562 اندازه گیری شد. برای بررسی دقیق تر توزیع مارتنزیت در ریزساختار، تصویرهای میکروسکپ نوری و الکترونی روبشی تهیه شدند. آزمون تعیین ترکیب شیمیایی نقطه ای در نواحی بین سلولی و مجاور ذرات گرافیت با استفاده از میکروسکپ الکترونی مجهز به EDS انجام شد. مطالعات و اندازه گیری های ریزساختاری نشان دادند که با افزایش ضخامت پله در تمام زمان های آستنیته شدن، درصد حجمی فاز مارتنزیت در دو ناحیه اطراف ذرات گرافیت و بین سلول ها افزایش می یابد. افزون بر این، در پله های ضخیم تر با افزایش زمان آستنیته شدن تا 25 ثانیه، فاز مارتنزیت به شکل هاله ذرات کروی گرافیت را در بر می گیرد. این در حالی است که حضور فاز مارتنزیت در پله های نازک تر، بیش تر به مناطق بین سلولی محدود می شود.

خواص مکانیکی و قابلیت ماشین کاری چدن نشکن آس تمپر شده وابستگی زیادی به ترکیب شیمیایی و توزیع عناصر آلیاژی در زمینه آن دارند. از جمله عوامل موثر در افت خواص مکانیکی چدن نشکن می توان به جدایش ایجاد شده در حین انجماد اشاره کرد که اثرات نامطلوبی بر کارایی عملیات حرارتی آس تمپر دارد. در این پژوهش، از عملیات حرارتی همگن سازی به روش ذوب جزئی برای همگن کردن توزیع عناصر آلیاژی در زمینه چدن نشکن و کاهش مقدار فاز آستنیت باقیمانده ناپایدار در آن استفاده شد. مطالعات ریزساختاری به کمک میکروسکپ های نوری و الکترونی روبشی و تحلیل های فازی پراش اشعه X نشان دادند که انجام فرایند همگن سازی به روش ذوب جزئی باعث یکنواختی ریزساختار نمونه ها و کاهش مقدار فاز آستنیت باقی مانده ناپایدار در آن ها می شود. افزون بر این، بررسی نتایج آزمون های کشش، ضربه و شکست نگاری سطح نمونه ها بهبود خواص مکانیکی نمونه های همگن شده را تایید کردند.

اگر چه حلالیت اکسیژن در آلیاژهای آلومینیم مذاب نزدیک به صفر است، اما سطح مذاب به سرعت در معرض هوا اکسید شده و یک لایه اکسیدی بر روی آن تشکیل می شود. روش ساندویچ اکسید - فلز - اکسید یکی از روش های مطالعه لایه های اکسید سطحی زمان کوتاه است. در این روش، هوا به وسیله دمنده با فشار 0.5 اتمسفر به درون مذاب دمیده شد و با تشکیل حباب هوا، سطح مذاب اطراف آن اکسید شد. با حرکت حباب های هوا درون مذاب حین انجماد و در مواردی که دو یا چند حباب در تماس با یک دیگر قرار گرفتند، حد فاصل دو حباب مجاور به عنوان نمونه ساندویچ اکسید - فلز - اکسید در نظر گرفته شد. در این تحقیق، نمونه هایی از آلیاژهای Al-1Mg و Al-6Mg به وسیله میکروسکپ الکترونی روبشی بررسی شدند. مشاهدات نشان دادند که در آلیاژهای آلومینیم - منیزیم با یک درصد وزنی منیزیم، احتمال تشکیل لایه بلوری اکسید آلومینیم و ریزدانه های اکسید منیزیم در کنار هم وجود دارد، اما در آلیاژ Al-6Mg تنها اکسید منیزیم با ساختار لایه ای و به شکل ریزدانه در سطح تشکیل می شود.

در این مقاله، خواص و ریزساختار شیشه های اسفنجی حاصل از ضایعات صفحه نمایش گر لوله اشعه کاتدی (CRT) بررسی شده است. نمونه هایی از شیشه اسفنجی با استفاده از 2، 4، 6 و 8 درصد وزنی کاربید سیلیسیم (SiC) به عنوان ماده اسفنج ساز در دماهای °C 850، °C 950 و °C 1050 ساخته شدند. برای مطالعه خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه ها، آزمون های تعیین چگالی، میزان تخلخل و استحکام خمشی چهار نقطه ای انجام شدند. ریزساختار نمونه ها به وسیله میکروسکپ الکترونی عبوری بررسی شدند. نتایج حاصل نشان دادند که کاربید سیلیسیم امکان کنترل ریزساختار شیشه های اسفنجی برای رسیدن به حفره های ریز با توزیع نسبتا باریک را فراهم می آورد. تجزیه کاربید سیلیسیم در حضور اکسیژن و در دمای حدود °C 950 منجر به تشکیل حباب های گازی و در نتیجه، اسفنجی شدن شیشه می شود. نمونه حاوی 6 درصد وزنی کاربید سیلیسیم که در دمای °C 950 به مدت یک ساعت تف جوشی شده بود، بالاترین درصد تخلخل (حدود 55 درصد) را داشت، و ریزساختار آن نسبتا یکنواخت بود. استحکام خمشی این نمونه حدود12 MPa  بود، و خواص آن با خواص نمونه های تجاری قابل مقایسه بود.