مهندسی متالورژی و مواد
سال:1397 | دوره:29 | شماره:2 |تعداد مقالات:15

برای افزایش کارآیی فولاد ابزار، دو گروه از خواص شامل سختی بالا و چقرمگی بالا اهمیت دارد. سختی با چقرمگی در تقابل است. با استفاده از عملیات زیرصفرعمیق می توان برای افزایش همزمان سختی، استحکام و چقرمگی اقدام نمود. به همین منظور از 12دسته نمونه فولاد ابزار 1. 2542، 9دسته به مدت 24، 36 و 48ساعت در دمای 196-درجه سانتیگراد قرار گرفته و سپس به مدت 1، 2 و 3ساعت در دمای 200درجه سانتیگراد برگشت شده اند و3دسته دیگر به عنوان نمونه استاندارد (شاهد) در نظر گرفته شده اند. در نهایت برای 12دسته نمونه، عملیات زیرصفرعمیق مجددا تکرار شد. نتیجه آنکه برای نمونه ای که 36 ساعت در دمای 196-درجه سانتیگراد و 1 ساعت در دمای 200 درجه سانتیگراد برگشت شده بود (نمونه 361) به طور همزمان سختی 5/8 درصد، استحکام کششی 4/26 درصد، استحکام تسلیم 4/23 درصد و چقرمگی کششی 8/13 درصد نسبت به نمونه استاندارد افزایش یافت.

در این پژوهش، تاثیر استحاله آستنیت باقیمانده به مارتنزیت بر رفتار سایشی چدن های سفید بررسی شده است. برای این منظور، رفتار سایشی یک نوع چدن سفید آلیاژی با ریزساختار آستنیتی-کاربیدی در مقایسه با چدن سفید معمولی با ریزساختار پرلیتی-کاربیدی مورد بررسی قرار گرفت. تست سایش با استفاده از روش پین روی دیسک در بار گذاری های 80، 100، 120 و140 نیوتن انجام شد. نتایج نشان می دهد که در بارگذاری های کمتر از 100 نیوتن در نمونه های چدن سفید آلیاژی، آستنیت باقیمانده پایدار بوده و در طی آزمون سایش در اثر تنش ها و نیروهای مکانیکی پدیده کار سخت شدن آستنیت باقیمانده اتفاق افتاده است ولی در بارگذاری های بیش از 100 نیوتن آستنیت باقیمانده به مارتنزیت تحول یافته است که باعث افزایش شدیدی در مقاومت به سایش چدن سفید آلیاژی شده است.

اثر عملیات حرارتی آلیاژ برنز آلومینیوم نیکل (C95500) روی فعل و انفعالات کاتدی سطح و رفتار خوردگی آن در محلول 3. 5% NaCl با استفاده از تست های الکتروشیمیایی مطالعه شده است. آلیاژ در سیکل های عملیات حرارتی متفاوتی به پیشنهاد صنعت شامل کوئینچ، نرماله و پیرسازی عملیات حرارتی شدند. میکروساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ های نوری مورد مطالعه قرار گرفته است. تستهای پلاریزاسیون اثبات می کند که با افزایش زمان غوطه وری و تشکیل لایه محافظ، فعالیت کاتدی که تحت کنترل نفوذ اکسیژن است کاهش می یابد که این عامل به افزایش مقاومت به خوردگی کمک می کند. منحنی های پلاریزاسیون نشان دادند که رفتار پلاریزاسیون آندی برای همه نمونه ها تقریبا یکسان است، این موضوع نشان می دهد که رفتار نمونه های عملیات حرارتی شده تحت کنترل اکتیواسیون است. همچنین رفتار متفاوت پلاریزاسیون کاتدی اثبات می کند که آلیاژ تحت کنترل نفوذ نیز می باشد و همین موضوع نشان دهنده افزایش یا کاهش مقاومت به خوردگی سطح شده است.

در این پژوهش، اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت های پایه آلومینیم، تقویت شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. از پودرهای حاصل از روش همگن سازی در مایع با دو روش تف جوشی پلاسمایی جرقه ای و پرس سرد-تف جوشی در کوره خلا تحت فشار و دما و زمان های مختلف نمونه های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختار، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی بررسی و تحلیل شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های فشار و سختی سنجی (برینل) قرار گرفتند. بررسی نتایج و مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه ی آلومینیم با روش همگن سازی در مایع بهبود چشمگیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است. همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. در این روش اختلاط، با افزودن گرافیت تا درصد بهینه، سختی و استحکام فشاری افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمون فشار، میزان استحکام فشاری به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت حداقل 2/43 درصد افزایش داشت. حتی این استحکام با تغییر برخی پارامترهای تف جوشی مانند، فشار در روش تف جوشی پلاسمایی جرقه ای، به 8/104 درصد افزایش نسبت به سایر روش های همگن سازی این کامپوزیت هم رسید. همچنین، نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت)، دارای افزایش استحکام فشاری تا 7/138 درصد و افزایش سختی تا 6/69 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.

مقادیر متفاوتی از نیتروژن به فولادهای زنگ نزن آستنیتی بدون نیکل پر منگنز به کمک فروآلیاژ نیتریدی اضافه شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری، خواص مکانیکی توسط سختی سنجی و کشش مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین خواص خوردگی توسط طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون بررسی شد. نتایج نشان داد که فولاد پرنیتروژن و کم نیتروژن به ترتیب دارای ساختار آستنیتی و آستنیت فریت است. افزایش نیتروژن باعث افزایش استحکام تسلیم و استحکام کشش نهایی و سختی می شود. علاوه بر این، افزایش نیتروژن باعث کاهش چگالی جریان و جابجایی پتانسیل خوردگی به مقادیر مثبت تر می شود.

آلیاژ حافظه دار نایتینول در تهیه ایمپلنت ها و استنت های پزشکی بسیار پرکاربرد است. اکسیداسیون حرارتی و پوشش نیترید تیتانیوم از جمله عملیات اصلاح سطح متداول برای این آلیاژ هستند و در مقابل فرایند اکسیداسیون به کمک واکنشگر فنتون روشی جدید در اصلاح سطح آلیاژهای نایتینول برای کاربردهای پزشکی محسوب می شود. به منظور بررسی تاثیر این فرایند جدید، آزمایشاتی برای مشخصه یابی و مطالعه رفتار خوردگی و زیست سازگاری سطوح اکسیدی در محلول شبیه سازی مایعات بدن طراحی گردید. متغیرهای دما و زمان اکسیداسیون مورد مطالعه قرار گرفتند و در نهایت بر اساس نتایج بدست آمده شرایط بهینه دمایی و زمانی تعیین گردید. بر اساس این نتایج، انجام فرایند اکسیداسیون فنتون در دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت، سطح عاری از ترک ایجاد می کند که زیست سازگاری مطلوب و مقاومت به خوردگی بالایی فراهم می کند و می تواند به بهبود عملکرد آن در محیط بدن کمک کند.

در این تحقیق پوشش چهار لایه ای زیرکونیا با استفاده از پیش ماده زیرکونیوم پروپوکساید از طریق فرآیند سل-ژل بر روی سطح فولاد کربنی API5L اعمال گردید. برای نمونه های گروه اول، بعد از هر لایه پوشش و برای نمونه های گروه دوم پس از اعمال چهار لایه پوشش فرآیند پخت به مدت یک ساعت در دمای مورد نظر انجام گرفت (350، 450 و 550 درجه سانتیگراد). برای تعیین تحولات فیزیکو شیمیایی و تغییرات فازی ایجاد شده در ضمن عملیات حرارتی بر روی ژل بدست آمده از آنالیز حرارتی افتراقی و تفرق اشعه ایکس کمک گرفته شد. برای اطلاع از عوامل یونی و نوع پیوندهای موجود در ژل از آزمون FTIR و برای مشاهدات ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید. خواص پوشش توسط آزمایشات خوردگی الکتروشیمیایی، میکروسختی و استحکام چسبندگی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای نمونه های گروه اول در دمای 450 درجه سانتیگراد و برای نمونه های گروه دوم در دمای 550 درجه سانتیگراد ریزساختاری همگن تر و مقاومت به خوردگی بالاتری حاصل می شود. برای هر دو گروه از نمونه ها بالاترین میزان میکروسختی و کمترین میزان استحکام چسبندگی در دمای پخت 550 درجه سانتیگراد حاصل می شود.

در مطالعه ی حاضر، با استفاده از روش های پتانسیودینامیک و پتانسیواستاتیک، رفتار خوردگی حفره ای فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 403 در محلول های NaBr و NaI مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهدات نشان داد که یون های هالید اثری دوسویه بر خوردگی حفره ای دارند. یون برماید به دلیل شعاع یونی کوچک تر در مرحله ی جوانه زنی حفرات ناپایدار مخرب تر ظاهر می شود به طوری که فرکانس وقوع حفرات ناپایدار بیش تری دارد. از طرفی یون یداید به دلیل پایین تر بودن اسیدیته ی HI در مرحله ی رشد و گسترش حفرات ناپایدار اثر بیش تری خواهد داشت. اما روی هم رفته یون برماید مخرب تر بوده و پتانسیل حفره دار شدن در محلول حاوی یون برماید پایین تر است.

در این پژوهش پوشش های آلیاژی روی-نیکل از طریق آبکاری الکتریکی در حمام سولفاتی اسیدی رسوب گذاری شدند. تاثیر پارامترهای آبکاری بر ترکیب شیمیایی، مورفولوژی، میکروسختی و راندمان جریان کاتدی بررسی شد. مورفولوژی پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و ترکیب شمیایی آنها توسط طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس نصب شده بر میکروسکوپ الکترونی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج حاصل بیانگر این است که افزایش دمای ترسیب و نسبت Ni2? در حمام آبکاری، همچنین کاهش دانسیته جریان و pH موجب افزایش مقدار نیکل در پوشش، کاهش راندمان جریان کاتدی و افزایش سختی می شود. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد افزایش دما بدلیل ایجاد تنش پسماند در سطح منجر به بوجود آمدن ترک در پوشش می شود. همچنین با افزایش دانسیته جریان ساختار پوشش ها دانه ریز تر می شود و منجر به تشکیل حفره و خلل فرج می گردد و پوشش های حاصله ناهموار تر می شوند. بررسیهای انجام گرفته بر pH حمام نشان می دهد تنها پوشش حاصل در 2=pH دارای سطحی متراکم و یکنواخت است. افزایش نسبت Ni2? در الکترولیت، نیز بدلیل اعوجاج در شبکه اتمی موجب ترد شدن پوشش حاصل می گردد.

علم بین رشته ای مهندسی بافت، سلول های ناحیه ای از بدن یا سلول های بنیادی در محیط خارج بدن را کشت داده، مجتمع سلولی رشد و تمایزیافته را بر روی بسترهای بیومتریالی نشانده و وارد بدن فرد بیمار می کنند. پلی لاکتیک گلیکولیک اسید و کیتوزان به ترتیب از دسته ی پلیمرهای مصنوعی و طبیعی متداول برای کاربردهای مهندسی بافت هستند. در این پژوهش با استفاده از روش الکتروریسی/الکترواسپری همزمان، داربست مهندسی بافت نانوبیوکامپوزیتی تهیه شد. در این تحقیق الیافی با آرایش تصادفی و هم راستا تهیه شد و مورفولوژی و میانگین اندازه ذرات و میانگین قطر الیاف به روش آنالیز با نرم افزار مورد ارزیابی قرار گرفت.

در این تحقیق به تاثیر بررسی الیاف کربن بر سینترپذیری و چقرمگی شکست کامپوزیت ZrB2-SiC تهیه شده به روش سینتر با جرقه پلاسما پرداخته شده است. برای این منظور، چهار کامپوزیت با درصد الیاف کربن 10، 20، 30 و 40 به روش جرقه پلاسما سینتر شدند. فرآیند سینتر با جرقه پلاسما در دمای 1800 درجه سانتیگراد، زمان 6 دقیقه تحت فشار 40 مگاپاسکال با نرخ گرم کردن تقریبی 50 درجه بر دقیقه انجام شد. بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. سختی و چقرمگی شکست به ترتیب به روش های ماکرو ویکرز و SENB اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش درص د الیاف کربن، چگالی نسبی نمونه ها کاهش یافته و درصد تخلخل های باز افزایش می یابد. افزایش درصد الیاف کربن در مقادیر بررسی شده در این تحقیق، تاثیر چندانی بر سختی کامپوزیت حاصله ندارد. مشخص شد که افزودن الیاف کربن سبب بهبود چقرمگی شکست کامپوزیت ZrB2-SiC می شود.

در این پژوهش، از لایه نشانی الکتروفورتیک برای ایجاد پوشش های نانوکامپوزیتی HA-TiO2 با ترکیب 0، 10 و 20 درصد وزنی تیتانیا بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V استفاده شد. آزمون ریزخراش در حالت نیروی پیشرونده برای بررسی چسبندگی، تریبولوژی و اندازه گیری چقرمگی شکست پوشش ها انجام شد. مقادیر فشار تماسی بحرانی در آزمون ریزخراش برای آغاز ایجاد ترک و جدا شدن لایه رسوبی از سطح با افزودن تیتانیا در ساختار پوشش افزایش یافت. بر اساس تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی بیشترین مقدار چقرمگی شکست در نمونه کامپوزیتی با 20 درصد وزنی تیتانیا حاصل شد. شیارهای حاصل از آزمون ریزخراش، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شدند.

هدف پژوهش، بررسی اثر دمای اولیه شمش، سرعت اکستروژن، نسبت اکستروژن و زاویه قالب روی فرایند اکستروژن لوله فولاد زنگ نزن 304، به ویژه نیروی اکستروژن و رسیدن به پارامترهای بهینه برای انجام فرایند بود. برای شبیه سازی نرم افزار آباکوس استفاده شد. دوازده نمونه باشرایط اولیه مختلف بررسی شد. باتوجه به تقارن محوری فرایند، برای شبیه سازی مدل متقارن محوری دوبعدی استفاده شد. همچنین برای حل فرایند، حل جفت شده مکانیکی-حرارتی استفاده شد. برای رسیدن به درجه های آزادی موردنیاز، از المان CAX4RT استفاده شد. دمای اولیه شدیدترین اثر را روی نیروی اکستروژن دارد. نتایج شبیه سازی با نتایج تحلیل ریاضی انطباق خوبی را نشان داد.

در این پژوهش، پودر فریت Mn0. 5Zn0. 5Fe2O4 به روش ساخت احتراقی گلیسین-نیترات، در نسبت های مختلفی از گلیسین به نیترات تهیه شد. ارزیابی های فازی به کمک روش پراش پرتو ایکس نشان داد که فاز فریت منگنز-روی با ساختار بلوری اسپینل به صورت موفقیت آمیزی در تمامی نمونه ها ایجاد شده است. خصوصیات مغناطیسی به کمک مغناطش سنج نمونه مرتعش تعیین شد. مغناطش اشباع در محدوده emu/g 3/63-5/59 برای نمونه های تولید شده مشاهده گشت. ویژگی های دی الکتریک و الکترومغناطیس به کمک دستگاه LCR-meter ارزیابی شد. نمونه تولید شده در کمترین نسبت سوخت به نیترات دارای کمترین تلفات مغناطیسی و بیشترین نفوذ پذیری مغناطیسی است. طیف نگاری امپدانس تنها حضور یک نیم دایره را نشان داده که بیانگر اثر غالب مرزدانه در رفتار مواد مورد مطالعه است.

در این تحقیق، تاثیر پارامترهای ترمومکانیکی، تحولات متالورژیکی و بافت کریستالی بر رفتار سیلان گرم یک فولاد میکروآلیاژی مورد استفاده در لوله های انتقال گاز بررسی شده است. بدین منظور، آزمایشهای مختلف فشار گرم در محدوده دمایی850-950 درجه سانتیگراد و تحت مقادیر مختلف کرنش، نرخ کرنش و زمان نگهداری پس از تغییرشکل، انجام شد. ریزساختار و بافت کریستالی نمونه های تغییرشکل یافته نیز به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و تفرق الکترونهای برگشتی بررسی شد. نتایج نشان داد که دما و میزان کرنش در نرم شدن جزئی یا کامل نمونه ها نقش اساسی داشته و تشکیل رسوبات عناصر میکروآلیاژی در طی آنیل، این مساله را تحت تاثیر قرار می دهد.