مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1398 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

فرآیند پردازش اصطکاکی اغتشاشی روش پردازش سطحی است که برای بهسازی ریزساختار و بهبود خواص مکانیکی سطح فلز مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، قطعه کار عمود بر جهت پردازش در حین پردازش اصطکاکی اغتشاشی، ارتعاش مکانیکی می یابد. پیشروی طولی و حرکت چرخشی شانه ابزار با حرکت ارتعاشی قطعه کار همراه است. این فرآیند، تحت عنوان "پردازش اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی" نامگذاری شد. اثرات فرآیندهای پردازش اصطکاکی اغتشاشی و پردازش اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی روی ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 5052 شامل نانوذرات SiC بررسی شد. نتایج نشان می دهد که حضور ارتعاش در حین پردازش اصطکاکی اغتشاشی منجر به کاهش اندازه دانه در منطقه اغتشاش و افزایش همگنی توزیع ذرات می شود. نتایج نشان می دهد که استحکام و درصد افزایش طول نمونه های پردازش اصطکاکی اغتشاشی شده کمتر از این مقادیر برای نمونه های پردازش اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی شده هستند. این خواص به افزایش یافتن کرنش ماده در منطقه اغتشاش با اعمال ارتعاش نسبت داده می شود که سبب می شود تبلور مجدد در حین پردازش اصطکاکی اغتشاشی افزایش یابد. نتایج نشان می دهد که خواص حاﺻ ل از پردازش اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی با افزایش فرکانس ارتعاش بهبود می یابد.

در این مقاله اثر عنصر تیتانیوم بر ریزساختار و خواص مکانیکی پوشش سخت پودری Fe-Ni-C-W موردبررسی قرار گرفت. روکش الکترودهای مورد استفاده توسط ترکیبی از پودرهای آهن، فرو بور، فرو نیکل، فروتیتانیوم، تنگستن و گرافیت ساخته شد. مفتول مورد استفاده از الکترود 6013 به دست آمد. بررسی نتایج ریزساختاری نشان داد که ریزساختار فلز جوش نمونه 1 شامل زمینه مارتنزیت سوزنی، مناطق آستنیت باقیمانده و کاربیدها بود در حالی که ریزساختار فلز جوش نمونه 2 شامل زمینه آستنیتی (آستنیت معمولی) به همراه مناطق مارتنزیتی و آستنیت باقیمانده و همچنین کاربیدها بود. نتایج آنالیز EDS نشان داد که کاربیدها متشکل از کاربیدهای تیتانیوم و کاربیدهای تنگستن هستند. همچنین برخی از کاربیدهای تنگستن در اطراف کاربیدهای تیتانیوم به وجود آمده است. نتایج آنالیز XRD نشان داد که فازهای موجود در فلز جوش نمونه 1 و 2 شامل آستنیت، مارتنزیت، کاربید تیتانیوم، کاربید تنگستن و اکسید تیتانیوم بود. نتایج حاصل از آزمون ریز سختی سنجی ویکرز نشان داد که در فلز جوش نمونه 1 میانگین سختی مناطق آستنیتی برابر HV 714 و میانگین سختی مناطق مارتنزیتی برابر HV 804 است. همچنین در فلز جوش نمونه 2 میانگین سختی مناطق آستنیتی برابر HV 334 بوده و میانگین سختی مناطق مارتنزیتی برابر HV 565 می باشد. نتایج حاصل از آزمون سختی سنجی راکول C نشان داد که میانگین سختی فلز جوش نمونه 1 برابر RC 42 و میانگین سختی فلز جوش نمونه 2 برابر RC 49 است.

امروزه استفاده از نانوذرات فلزی در صنایع مختلف به اندازه ای گسترش یافته است که لزوم یافتن روش های نوین در زمینه ی تولید نانوذرات به یک چالش تبدیل شده است. یکی از روش های نسبتاً جدید در زمینه ی تولید نانوذرات، روش تخلیه ی الکتریکی در محیط مایع می باشد که به دلیل ارزان بودن فرآیند و سازگار بودن با محیط زیست، نسبت به سایر روش های تولید نانوذرات، بیشتر مورد استقبال قرار گرفته است. در این پژوهش با طراحی و ساخت سیستم تولید ارتعاشات فراصوتی و همراه نمودن آن با فرآیند تخلیه الکتریکی، اقدام به تولید نانوذرات مس در محیط مایع دی الکتریک آب دی یونیزه خالص شده است. تأثیر پارامترهای مختلف ماشین کاری نظیر: شدت جریان، زمان روشنی و خاموشی جرقه و اثر ارتعاشات فراصوتی بر روی اندازه ی ذرات تولیدی، نرخ تولید، پایداری ذرات معلق در مایع و درصد فراوانی ذرات بررسی شده است. به منظور مشخصه یابی ذرات تولیدی، از آزمون های طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) برای تشخیص خلوص نانوذرات، آزمون تفرق دینامیکی نور (DLS) برای تعیین درصد فراوانی و همچنین میانگین اندازه ی ذرات محلول در مایع دی الکتریک، و در نهایت برای تعیین اندازه ی ذرات تولید شده، از تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با گسیل میدانی (FESEM) استفاده شده است. طبق نتایج به دست آمده، خلوص نانو ذرات مس تولید شده بیشتر از 95% می باشد. با اعمال ارتعاشات فراصوتی، پایداری ذرات افزایش یافته و زمان ته نشین شدن ذرات تا بیشتر از 5 ماه افزایش یافته است. همچنین درصد فراوانی ذرات کوچکتر از 100 نانومتر، بیشتر از 70% شده است.

هدف از این مقاله، بررسی اثر اضافه شدن کانال میانی در فرایند اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار (ECAP) بر روی خواص مکانیکی و ریزساختار مس خالص است. به این منظور، سه قالب با زوایای داخلی 65، 75 و 90 درجه طراحی و ساخته شد و نمونه های مسی درون تمامی این قالب ها طی 4 پاس اکستروژن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی ریز ساختار مس نشان داد که با افزایش تعداد پاس اکستروژن، ساختار فلز مس در تمامی قالب ها از ابعاد میکرومتری به ابعاد نانومتری تبدیل شد. بیشترین کاهش ریز ساختار فلز مس مربوط به قالب با زاویه 65 درجه بود و کمترین آن نیز به قالب 90 درجه تعلق داشت. بررسی سختی قطعه کار نشان داد که مقدار سختی در سطح خارجی قطعه کار به دلیل اعمال نیرو و کرنش برشی بیشتر توسط بدنه قالب بر روی قطعه کار، افزایش چشمگیری نسبت به نمونه اولیه داشت سختی نمونه مسی پس از پاس چهارم در قالب های 90، 75 و 65 درجه به ترتیب 131، 138 و 141 برینل اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که با کاهش زاویه کانال قالب از 90، 75 و 65 درجه، استحکام کششی نهایی قطعات نهایی اکستروژن شده، به ترتیب 23، 29 و 31 درصد نسبت به ماده خام افزایش داشت. عمر خستگی نمونه ایکپ شده در قالب با زاویه 65 درجه بهبود 17 برابری داشت. همچنین قطعات ایکپ شده در قالب با زاویه 90 و 75 درجه بهبود عمر 14 و 15 برابری داشتند.

ریخته گری با مدل فومی فدا شونده یکی از روش های جدید ریخته گری است که به علت برخورداری از ویژگی های خاص تولید، موردتوجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. به دلیل خواص مطلوب این روش کاربرد آن روز به روز درحال توسعه می باشد. کنترل آسان پارامترهای فرآیند ریخته گری با مدل فومی فدا شونده منجر به تولید ریخته گری بدون عیب قطعات پیچیده می شود. در این پژوهش، ابتدا پارامترهای اثرگذار از قبیل چگالی فوم، دمای ذوب ریزی و ویسکوزیته پوشان در فرآیند ریخته گری با مدل فومی فدا شونده شناسایی و در سطوح مختلف انتخاب گردیده است. سپس به کمک طراحی آزمایش تاگوچی، آزمایش ها به گونه ای طراحی گردیده که تأثیر هر یک از پارامترهای اثرگذار روی کیفیت سطح، درصد تخلخل و سختی نمونه ها بررسی شدند. نتایج نشان داد که بهترین حالت برای دستیابی به کمترین مقدار تخلخل، کمترین عیوب ظاهری و بالاترین سختی مربوط به ویسکوزیته پوشان 20 پاسکال ثانیه، دمای ذوب ریزی 740 درجه سلسیوس و چگالی فوم 20 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد.

هدف از این مطالعه بررسی نحوه تاثیر خواص مکانیکی و حرارتی آلیاژ منیزیم AZ61 بر روی نتایج حاصل از مدل المان محدود جوش نقطه ای مقاومتی می باشد. جوش نقطه ای مقاومتی فرآیندی پیچیده و شامل پدیده های مختلف از قبیل مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و متالورژیکی می باشد که شبیه سازی این فرآیند را سخت و مشکل ساخته است. در مطالعات مختلف جهت افزایش دقت مدل المان محدود این فرآیند توصیه به استفاده از خواص وابسته به دمای ورق شده است. اما دستیابی به این خواص همیشه امکان پذیر نبوده و تست های تجربی اندازه گیری آن بسیار پرهزینه و زمانبر می باشد. در این مطالعه خواص حرارتی-مکانیکی و پارامترهایی چون رسانایی تماسی الکتریکی و حرارتی ورقهای جوش نقطه ای داده شده به صورت تجربی اندازه گیری شده و در مدل المان محدود کوپل الکتریکی– حرارتی– مکانیکی جهت پیش بینی توزیع تنش های پسماند و اندازه دکمه جوش مورد استفاده قرار گرفته است. خواص حرارتی– مکانیکی، رسانایی تماسی الکتریکی و حرارتی در سه سطح ثابت، خطی و وابسته به دما برای بررسی تاثیر آن ها بر روی دقت مدل المان محدود در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد تعریف کلیه خواص اتصال بصورت وابسته به دما در مدل المان محدود ضروری نبوده و تنها خواص: رسانایی حرارتی، مقاومت ویژه الکتریکی و رسانایی تماسی الکتریکی برای افزایش قابلیت اعتماد مدل باید وابسته به دما تعریف شوند. همچنین برای بهبود دقت مدل توصیه می شود خواص تنش تسلیم و مدول الاستیسیته بصورت خطی در نظر گرفته شده و سایر پارامترها را می توان بصورت ثابت در مدل المان محدود تعریف کرد.