مهندسی متالورژی و مواد
سال:1389 | دوره:22 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

در اسفنج های آلومینیمی، حباب ها در نتیجه تجزیه پودر هیدرید تیتانیم (TiH2) در تماس با مذاب آلومینیم تولید می شوند. بنابراین، بررسی این واکنش ها نقش مهمی در تعیین سازوکار تجزیه هیدرید تیتانیم در مذاب آلومینیم دارد. در این تحقیق، پودر هیدرید تیتانیم در بازه های دمایی مختلف، الف) 750 -700 ºC، ب)800 -750 ºC  و ج) 1000 -800 ºC در تماس با مذاب آلومینیم قرار داده شد. پس از انجماد مذاب، از جامد ایجاد شده تصویرهای SEM تهیه شد، و بر روی آن ها تحلیل EDAX انجام شد. نتایج نشان دادند که هنگام تماس پودر هیدرید تیتانیم با مذاب، لایه نازکی از TiAl3 در اطراف ذرات پودر ایجاد می شود. در بازه دمایی (الف)، لایه TiAl3 تشکیل شده تقریبا پیوسته بود و در نتیجه، فرایند تجزیه با نفوذ درونی (نفوذ اتم ها درون لایهTiAl3 ) کنترل می شد. در بازه دمایی (ب)، لایه TiAl3 از پیوستگی کافی برخوردار نبود و ضخامت کلی آن نسبت به بازه دمایی قبلی بیش تر بود. در این حالت، پودر حالت نیمه متلاشی شده به خود گرفت. بنابراین، فرایند تجزیه توسط نفوذ درونی و واکنش شیمیایی (واکنش بین مذاب و پودر هیدرید تیتانیم) کنترل می شد. در بازه دمایی (ج)، لایه TiAl3 تشکیل شده در اطراف ذرات پودر متلاشی و درون مذاب پراکنده شد. به این ترتیب، فرایند تجزیه در این حالت با واکنش شیمیایی کنترل می شد. با افزایش دمای مذاب، میزان ذرات پودر باقی مانده کاهش یافت. به دلیل کاهش ضخامت لایه TiAl3 تشکیل شده در اطراف ذرات پودر و ناپیوستگی آن، سرعت فرایند تجزیه با افزایش دمای مذاب افزایش یافت.

در این تحقیق، یک مدل ریاضی مبتنی بر معادله های Bezier برای ارایه یک میدان سرعت مجاز در تغییر شکل ماده مرکب لایه ای آلومینیم- مس- آلومینیم در فرایند حدیده کاری در شرایط کرنش صفحه ای با کانال های زاویه دار هم سان (ECAE) پیشنهاد شده است. با استفاده از ضریب ثابت تیلر، میدان های کرنش و نرخ کرنش بر اساس خطوط جریان و مدل ریزساختاری اصلاح شده ETMB برای تحولات نانوساختاری لایه های آلومینیم و مس پیش بینی شده است. نتایج به دست آمده نشان دادند که اندازه سلول های نابجایی تشکیل شده در لایه مسی از لایه آلومینیمی، به ویژه در محل نزدیکی لایه آلومینیم به انحنای خارجی قالب و در حالت به کارگیری قالب با زاویه انحنای کم تر، کوچک تر است. افزون بر این، نتایج به دست آمده از مدل مربوط به گذرهای مختلف فرایند ECAE هم خوانی مناسبی با نتایج بررسی های ریزساختاری و بافت که از مطالعات TEM و EBSD به دست آمدند، داشت.

در این تحقیق، نمونه های ماده مرکب زمینه مسی با 53 درصد حجمی ذرات تقویت کنندهWC به روش رخنه دهی تهیه شدند. چگالی و رسانایی الکتریکی نمونه های ماده مرکب تولید شده اندازه گیری شدند. افزون بر این، رفتار سایشی ماده مرکب WC/Cu به روش سوزن بر روی صفحه با استفاده از صفحه ساینده از جنس SiC، مطالعه و بررسی شد. بررسی ها نشان دادند که با افزایش دما و زمان رخنه دهی، چگالی نهایی به چگالی نظری نزدیک تر شده و در یک دمای خاص، چگالی با افزایش زمان افزایش می یابد. در نیروی عمودی اعمالی حدود 9 نیوتن، نرخ سایش ماده مرکب WC/Cu به طور خطی با افزایش فشار اعمالی افزایش یافت. حضور تخلخل به دلیل کاهش سطح تماس موثر و ایجاد اثر شیار بر روی سطح ماده مرکب، باعث افزایش سایش شد.

نیتروژن دهی پلاسمایی یک فرایند ترموشیمیایی است که برای سخت کاری سطحی بسیاری از قطعات صنعتی فولادی استفاده می شود. به منظور بررسی نحوه رشد لایه های تشکیل شده در این فرایند، نمونه هایی از جنس فولاد ابزار گرم کار در سه دمای 450، 500 و 550 درجه سانتی گراد، چهار زمان 2.5، 5، 7.5 و 10 ساعت و در محیطی با ترکیب گاز %25 H2-%75N2 با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم در مقیاس نیمه صنعتی، نیتروژن دهی شدند. ضخامت منطقه نفوذی و لایه ترکیبی و مورفولوژی سطح نمونه ها، با استفاده از میکروسکوپ ها نوری و الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده بر روی سطح به وسیله تحلیل پراش اشعه X بررسی شدند. افزون بر این، تغییرات ریزسختی نمونه ها از سطح به عمق آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده وقوع فرآیند نفوذ مرزدانه ای در منطقه نفوذی نمونه های فولادی بود. سختی در منطقه نفوذی با افزایش دما و زمان فرایند افزایش یافت. ضخامت لایه سفید نیز با افزایش دما و زمان نیتروژن دهی افزایش یافت. نتایج نشان دادند که شعاع ذرات نیتریدی سطحی با زمان فرایند رابطه مستقیم دارد. در این شرایط، مورفولوژی سطح با افزایش دما و زمان، تغییر کرد، و شعاع ذرات نیتریدی تشکیل شده در سطح نیز افزایش یافت.

در این پژوهش، تاثیر ساختارهای اولیه مارتنزیتی و آستنیتی بر روی میزان کرنش حافظه داری دوطرفه در دو نمونه از آلیاژ نیکل- تیتانیم با 49.9 و 50.5 درصد اتمی تیتانیم که به صورت خمشی فراوری شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های تهیه شده به روش ریخته گری در کوره القایی تحت خلا، با تغییر شکل خمشی در دو حالت مارتنزیتی و آستنیتی فراوری شدند. تاثیر میزان پیش کرنش اعمالی و تعداد مراحل فراوری در دو حالت مارتنزیتی و آستنیتی نیز بررسی شده است. نتایج بررسی ها نشان دادند که میزان کرنش حافظه داری دوطرفه در آلیاژ غنی از نیکل بیش از آلیاژ غنی از تیتانیم می باشد. افزون بر این، مشاهده شد که فراوری آلیاژ با ساختار اولیه مارتنزیتی میزان کرنش دوطرفه بیش تری را نسبت به ساختار آستنیتی نتیجه می دهد. میزان های پیش کرنش 16.7 و 12.5 درصد و تعداد مراحل بهینه فراوری 10-15 و 15-25 به ترتیب برای ساختارهای مارتنزیتی و آستنیتی به دست آمد.

نمودارهای حد شکل دهی (FLD) ابزار بسیار مفیدی برای پیش بینی شکل پذیری ورق های فلزی هستند. با این وجود، استفاده از این نمودارها تنها زمانی سودمند است که بارگذاری متناسب باشد، یعنی نسبت بین تنش های اصلی در فرایند شکل دهی ثابت باقی بماند. بنابراین، نمودارهای حد تنش شکل دهی (FLSD) که به مسیر کرنش وابسته نیستند، به کار رفته اند. در این تحقیق، ابتدا نمودار حد شکل دهی برای آلیاژ آلومینیم 3105 به روش تجربی و با استفاده از آزمون کشش خارج از صفحه ناکازیما به دست آمد. سپس با استفاده از نظریه رفتار موم سان، نمودار حد تنش شکل دهی محاسبه شد. افزون بر این، به کمک معیار شکست نرم و شبیه سازی به روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS، نمودارهای حد شکل دهی و حد تنش شکل دهی برای آلیاژ آلومینیم 3105 پیش بینی شدند. نتایج حاصل نشان دادند که نمودارهای حاصل از اعمال معیارهای شکست نرم تطابق نسبتا خوبی با نتایج تجربی داشته و می توان از آن ها برای پیش بینی قابل قبول نمودارهای حد شکل دهی آلیاژهای آلومینیم استفاده کرد.

دیرگدازهای منیزیا کرومیتی از جمله مهم ترین دیرگدازهایی هستند که در کوره های دوار تولید سیمان به کار می رود. در تحقیق حاضر، رفتار خوردگی این دیرگدازها تحت تاثیر کلینکر بررسی شده است. ابتدا نمونه هایی از جنس این دیرگداز در تماس با کلینکر در دمای 1450 ºC به مدت 3 ساعت حرارت داده شدند. سپس سطح خورده شده آن ها مورد مطالعه شد. برای تحلیل های فازی از روش XRD و برای بررسی های ریزساختاری از میکروسکپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به ملحقات تحلیل EDX، استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که حرارت دادن دیرگداز منیزیا کرومیتی به همراه کلینکر، باعث بروز تغییرات ترکیب شیمیایی (میزان اکسیدها) در لایه های سطح آجر می شود. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق، اثر تخریبی کلینکر بر روی دیرگدازهای منیزیا کرومیتی به نفوذ فازهای مذاب در آن ها از میان مرز دانه ها و حفره های موجود در لایه های سطحی آن ها نسبت داده شد.