مهندسی متالورژی و مواد
سال:1403 | دوره:35 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

تعویض یونی یکی از روش های استحکام بخشی شیشه ها می باشد که شامل وارد کردن شیشه حاوی محتوای قلیایی در یک حمام نمک مذاب (به عنوان مثال نیترات پتاسیم) می باشد. در این فرآیند یون کوچک تر از ساختار شیشه خارج شده و یون بزرگ تر وارد ساختار شیشه می شود. این فرآیند باعث ایجاد تنش فشاری در سطح می شود و در نتیجه استحکام را افزایش می دهد. با اعمال یک انرژی خارجی مانند میدان الکتریکی، می توان سرعت و راندمان فرآیند را افزایش داد. در تحقیق حاضر با استفاده از روش تعویض یونی به کمک میدان الکتریکی، به بررسی استحکام بخشی شیشه های سودالایم پرداخته شده است. در این پژوهش پارامترهای دما، زمان و میدان الکتریکی به هدف افزایش استحکام بررسی شدند. بیشترین استحکام، عدد سختی و بهترین شکست نگاری در نمونه ای مشاهده شد که تنها به مدت 10 دقیقه در دمای 400 درجه سانتی گراد در میدانی به شدت 2000 ولت بر سانتی متر قرار گرفت. مشاهده شد که استحکام نمونه ها به بیش از 4 برابر نسبت به نمونه خام رسید. همچنین عدد سختی نمونه ها نیز از kgf/mm2 50±550 بهkgf/mm2 50±750 افزایش پیدا کرد. علاوه بر این عمق نفوذ برای نمونه ای که تنها به مدت 10 دقیقه در دمای 400 درجه سانتی گراد تحت میدانی به شدت 2000 ولت بر سانتی متر بوده است، به 11 میکرومتر رسیده است. قابل ذکر است برای نمونه هایی که تحت فرآیند تمپر شیمیایی بدون استفاده از میدان الکتریکی قرار گرفته اند، در شرایط دمایی 400درجه سانتی گراد به مدت 240 دقیقه عمق نفوذ 3 میکرومتر شد.

در این پژوهش، به منظور کاهش تاثیرات مضر ناشی از افزایش حرارت در سطوح قطعات سنگ زنی شده، روش ابداعی جدیدی جهت روان­­کاری و خنک­کاری فرآیند سنگ­زنی تخت با عنوان روش خنک­کاری غیرمستقیم (ICG (Indirect cooling grinding)) مطالعه شد. به منظور بررسی مزایای این شیوه، فولادهای M200 و CK45 با روش خنک­کاری غیرمستقیم و روش حداقل میزان روان کار ((MQL(Minimum quantity lubrication)  با دبی های متفاوت خنک کاری  (15 و cc/s 40) در دماهای مختلف 10-، 0 و °C 25) و با عمق های برش مختلف (005/0 ، 01/0، 02/0 و mm 03/0) سنگ زنی شدند. سایر پارامترهای سنگ زنی نظیر سرعت چرخ سنگ و سرعت حرکت طولی و عرضی میزکار در هر آزمایش ثابت در نظر گرفته شد. کمیت های اندازه گیری شده شامل زبری سطح، میزان سختی سطح (برحسب راکول C) و همچنین ارزیابی های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی هستند. نتایج حاکی از آن است که در فولاد M200، استفاده از روش خنک­کاری غیرمستقیم نسبت به روش حداقل میزان روان کار، منجر به افزایش زبری سطح در حدود 81/31 درصد و افزایش سختی سطحی در حدود 96/2 درصد و برای فولاد CK45، افزایش زبری سطح حدود 7/31 درصد و افزایش سختی سطحی حدود 11/3 درصد شده است. ریزساختار سطح فولادهای M200 و CK45 بعد از سنگ زنی به هر دو روش خنک کاری به ترتیب باینایت بالایی و پایینی و فریت-پرلیت است که بر روی میزان زبری و سختی سطح موثر هستند. علاوه بر این، روش ابداع شده به منظور خنک کاری برای فولاد CK45 مناسب تر است.

در این تحقیق با هدف کنترل خوردگی و امکان کاربرد کلینیکی منیزیم، پوشش دولایه هیدروکسی ‏آپاتیت -پلی ‏لاکتیک‏ گلیکو لیک ‏اسید به ترتیب با روش های رسوب دهی الکتریکی و غوطه وری بر نمونه منیزیمی اعمال گردید. مشخصه ‏یابی پوشش ها با کمک پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان دهنده تشکیل یکنواخت پوشش ها با ضخامت µm 30 – 20 بر سطح منیزیم است. آزمون‏ الکتروشیمیایی پلاریزاسیون تافل بر نمونه ها نشان داد که با اعمال پوشش دو لایه هیدروکسی ‏آپاتیت- پلی ‏لاکتیک ‏گلایکولیک ‏اسید بر منیزیم، پتانسیل خوردگی از V 82/1- به V 4/1- افزایش و چگالی جریان خوردگی از µA/cm2 3/2 به µA/cm2 37/0 کاهش می‏ یابد. نتایج آزمون MTT نیز نشان داد که مقدار تکثیر سلولی در مجاورت عصاره 48 ساعته نمونه‏ های منیزیمی با پوشش دو لایه بیشتر شده است، که حکایت از کاهش مقدار یون آزاد شده از سطح منیزیم با کمک اعمال این پوشش ها است.

این پژوهش، به منظور بررسی اثر افزودن ZrC بر ریزساختار، و خواص مکانیکی کامپوزیت های ZrB2 تقویت شده با نانو صفحات گرافن (GNP)، سه کامپوزیت از طریق تف جوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) در دمای 1900 درجه سانتی گراد به مدت 7 دقیقه تحت فشار 40 مگاپاسکال تف جوشی شدند و رفتار تف جوشی، ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت حاصل نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. چگالی نسبی به روش ارشمیدس اندازه گیری شد. برای بررسی ترکیب شیمیایی و شناسایی فاز از تجزیه و تحلیل XRD و EDS استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی ( FE-SEM) برای ارزیابی ریزساختار (اندازه دانه و تخلخل) استفاده شد. استحکام خمشی، سختی و چقرمگی شکست به ترتیب با آزمون خمشی سه نقطه ای، ماکرو ویکرز و Single Edge Notch Beam (SENB) تعیین شدند. نتایج نشان داد که حضور GNP به تنهایی و همراه با ZrC، چگالی نسبی را به طور قابل توجهی اقزایش می دهد(7/99%). علاوه بر این، چگالی کامل با افزودن 10 و 20 درصد حجمی ZrC در مقایسه با سرامیک خالص ZrB2 با چگالی نسبی 81% حاصل شد. حداکثر سختی ، استحکام خمشی و چقرمگی شکست GPa 8/25، MPa 597 و MPa m0.5 9/4 به ترتیب برای کامپوزیت ZrB2-GNP تقویت شده با 20 درصد حجمی ZrC بدست آمد.

در مطالعه حاضر، ترکیبی از روش های آنالیز طیف سنجی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و میکروسکوپ نوری برای بررسی تغییرات ریزساختار و بافت کریستالی فولاد خط لوله API 5L X70 به دنبال یک فرآیند کار سرد شدید که منجر به کاهش ضخامت 80 درصدی در نمونه شد، استفاده شد. تمام بررسی ها بر روی دو مقطع مختلف نمونه شامل سطح و مقطع شیبدار °45 نسبت به سطح انجام شد. در واقع، این دو مقطع به گونه ای انتخاب شده اند که زاویه بین دو صفحه کریستالوگرافی مهم (100) و (110) را نشان دهند. تجزیه و تحلیل های FESEM و میکروسکوپ نوری نشان داد نمونه اولیه دارای ریزساختاری ریزدانه شامل فاز زمینه فریتی و فازهای ثانویه بینیت بالایی به همراه جزایر مارتنزیت/آستنیت باقیمانده با مورفولوژی نواری در بین آن بود. همچنین مورفولوژی ریزساختار اولیه شامل دانه های اکثرا هم محور بود که پس از اعمال کار سرد در اثر قرار گرفتن تحت فشار شدید به ریزساختاری با مورفولوژی دانه های کشیده شده در سطح نرمال و به خصوص در سطح با زاویه °45 تبدیل می شود. تجزیه و تحلیل تغییرات جهت گیری کریستالی توسط طیف سنجی پراش پرتو ایکس نشان داد چگالی صفحات کریستالوگرافی {100} در اثر کار سرد اعمالی در سطح کاهش یافته و به صورت هم زمان چگالی صفحات کریستالوگرافی {110} روی سطح افزایش می یابد. همچنین نتایج حاصل ثابت کرد صفحات کریستالوگرافی {100} بر روی نمونه از مقطع °45 جایگزین صفحات کریستالوگرافی {110} شدند.

این مطالعه با هدف بررسی تعداد پاس و افزودن نانو صفحات WS2 به اتصالات جوش لب به لب اصطکاکی اغتشاشی (FSW) آلیاژ آلومینیوم 5083 بر ریزساختار و خواص استحکامی و سختی انجام شده است. در ابتدا از ترکیب دو عامل سرعت دورانی و سرعت پیشروی استفاده شده و نمونه بهینه در مورد عدم وجود عیوب سطحی و متالورژیکی و حداکثر مقدار مقاومت کششی نهایی انتخاب شده است. سپس FSW با افزودن و یا بدون افزودن نانو صفحات WS2 برای تعداد پاس مختلف انجام شد. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که اندازه دانه در ناحیه همزده با افزایش تعداد پاس های جوش کاهش یافته و توزیع یکنواخت ذرات حاصل شده است. همچنین استفاده از جوش چهار پاس پیوسته با سرعت دورانی چرخشی 700 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 14 میلی متر بر دقیقه، باعث افزایش MPa 52 در استحکام کششی و Hv 35 در مقدار سختی نسبت به نمونه بدون افزودن نانو صفحات می شود.