مهندسی متالورژی
سال:1398 | دوره:22 | شماره:1 (پیاپی 73) |تعداد مقالات:7

در پژوهش حاضر رفتار سینتیکی فلز شیشه ای حجیم پایه طلا با ترکیب Au50Cu25. 5Ag7. 5Si17 (at%) در محدوده مذاب فوق تبرید شده مورد بررسی قرار گرفت. سینتیک استحاله شیشه ای شدن و تبلور این آلیاژ شیشه ای تحت شرایط گرمایش پیوسته ( غیر هم دما) و هم دما توسط گرماسنجی روبشی افتراقی بررسی شد. نتایج حاکی از وقوع تبلور یک مرحله ای در آلیاژ طی گرمایش پیوسته است. نتایج نشان داد که دمای تبلور و شیشه ای شدن تابعی از نرخ گرمایش هستند. تحت شرایط غیر هم دما، انرژی های اکتیواسیون مرتبط با دماهای مشخصه توسط رابطه کیسینجر محاسبه شدند. . مقدار انرژی اکتیواسیون برای هر یک از استحاله های تحول شیشه، تبلور و پیک تبلور به ترتیب 246، 183 و 161 kJ/mol به دست آمده است. مقادیر انرژی های اکتیواسیون محاسبه شده حاکی از بیشتر بودن انرژی لازم برای تحول شیشه نسبت به تبلور است. مکانیسم تبلور تحت شرایط هم دما توسط رابطه جانسون – مل – اورامی بررسی شد. مقدار توان اورامی در بازه 1 تا 6/1 محاسبه شد که نشان دهنده جوانه زنی ناهمگن ذرات با حجم قابل توجه در آغاز تحول می باشد.

لایه نازک با ترکیب شیمیایی Ti45Cu35Zr15Sn5 بوسیله روش کندوپاش مغناطیسی جریان مستقیم در اتمسفر آرگون و در دمای محیط تهیه گردید. بررسی ریزساختار توسط پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری حاکی از وجود ساختار آمورف در لایه های نازک پس از کندوپاش می باشد. در این مقاله رفتار و سینتیک بلوری شدن لایه نازک شیشه ای با استفاده از آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی بصورت همدما و غیرهمدما مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی آنالیر حرارتی غیرهمدما در سرعتهای گرمایش مختلف حاکی از بلوری شدن دومرحله ای لایه نازک است. با افزایش نرخ گرمایش دماهای بلوری شدن افزایش می یابد و منطقه فوق تبرید کاهش می یابد. محاسبه انرژی اکتیواسیون محلی نشان می دهد که کسرحجمی بلوری شده بر روی مقدار انرژی فعالسازی موثر می باشد. بیشترین مقدار انرژی فعالسازی مربوط به مرحله ابتدایی فرآیند است و با افزایش کسر بلوری شده کاهش می یابد و در مرحله پایانی انرژی فعالسازی ناگهان کاهش می یابد. همچنین منحنی های کسر بلوری شده بر حسب دما برای همه نرخهای گرمایش به صورت سیگمودال می باشد که نشان می دهد، بلوری شدن لایه نازک از طریق فرآیند جوانه زنی و رشد رخ می دهد و بررسی توان اورامی محلی در بلوری شدن همدما، بیانگر این است که مکانیزم بلوری شدن رشد نفوذی دو یا سه بعدی همراه با کاهش نرخ جوانه زنی می باشد.

در سال های اخیر تلاش های زیادی برای توسعه ی نسل جدیدی از فولادها تحت عنوان فولادهای نانوساختار بینیتی انجام شده است. اندازه دانه آستنیت اولیه از پارامترهای موثر در تشکیل ریزساختار بینیتی می باشد. فرآیند مارتنزیت از جمله فرآیندهای ترمومکانیکی پیشرفته است که مشتمل بر نورد سرد ریزساختار مارتنزیتی و آنیل متعاقب آن می باشد. در این پژوهش سعی شده است تا تاثیر تلفیق فرآیند مارتنزیت و فرآیند آستمپرینگ بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی فولادهای نانوساختار بینیتی بررسی شود. فولا مورد استفاده در این پژوهش از نوع کربن متوسط و آلومینیوم بالا بوده که طراحی و سپس ریخته گری شده و در نهایت نورد داغ شده است. این فولاد در دمای ° C 1030 به مدت 20 دقیقه آستنیته شده و سپس در آب کوئنچ گردید تا ساختار مارتنزیت حاصل گردد. نمونه ها به میزان 20 درصد توسط نورد سرد کاهش مقطع داده شده و سپس در دمای ° C 600 به مدت 20 دقیقه آنیل شدند. نمونه ها مجددا در دما و زمان مشابه آستنیته شده و در دمای ° C 340 تحت عملیات آستمپرینگ قرار گرفتند. بررسی های ریزساختاری با استفاده از پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی انجام گرفت و به منظور ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون کشش استفاده شد. به دلیل تشدید نرخ استحاله بینیتی و تغییرات کم اندازه دانه آستنیت اولیه تفاوت زیادی در خواص مشاهده نشد. استحکام کشش نهایی برای نمونه ها با اندازه دانه بزرگ (47 میکرومتر) 1279مگاپاسکال با ازدیاد طول 23 درصد و برای نمونه ها با اندازه دانه ریزتر (33 میکرومتر) 1231 مگاپاسکال با ازیاد طول 19 درصد به دست آمد.

در پژوهش حاضر، امکان بازیابی و جداسازی عناصر خاکی نادر موجود در آهنرباهای مستعمل NdFeB مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا پس از مغناطیس زدایی و خردایش آهنربا، فروشویی آهنربا در اسید سولفوریک 2 مولار انجام شد. رسوب دهی عناصر خاکی نادر از طریق تولید سولفات مضاعف عناصرخاکی نادر انجام گرفته که پس از جداکردن رسوب حاصله، آهن و بور به عنوان ناخالصی های اصلی در محلول باقی ماند. سپس رسوب سدیم دوسولفات عناصر خاکی نادر با محلول اسید اگزالیک واکنش داده شده و اگزالات آن ها تولید شد. از تشویه اگزالات عناصر خاکی نادر بدست آمده در دمای 950 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت، اکسید ناخالص عناصر خاکی نادر تولید گردید. در نهایت با فروشویی این ماده در اسید کلریدریک 0. 5 مولار، محلولی حاوی عناصر نئودیمیوم Nd، پرازئودیمیوم Pr، دیسپروزیوم Dy و لانتانیوم La بدست آمد که بررسی استخراج عناصر مذکور از محلول به روش استخراج حلالی و بصورت جذب شده در فاز آلی با استفاده از استخراج کننده D2EHPA مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده، امکان استخراج انتخابی دیسپروزیوم در pH کمتر از 0. 5 وجود دارد، در حالیکه در pH بالاتر استخراج هر چهار عنصر با بازده بالا انجام می شود. عناصر سنگین تر با راندمان بالاتری استخراج می شوند و با کاهش جرم اتمی، راندمان استخراج کاهش می یابد. در شرایط مورد بررسی آزمایش، استخراج حلالی عناصر Dy، Nd و Pr در pH=3 تقریباً بطور کامل انجام گردید.

ایجاد توزیعی یکنواخت از رسوبات γ 'در سوپرآلیاژهای پایه نیکل از اهمیت بالایی برخوردار است. افزودن عملیات حرارتی آنیل انحلالی ثانویه به عملیات حرارتی مرسوم سوپرآلیاژ پلی کریستالGTD-111 که یکی از سوپرآلیاژهای پرکاربرد صنعتی است، از راههای ایجاد توزیع یکنواخت و افزایش کسر حجمی رسوبات فاز γ ' است. در این تحقیق، اثر دمای آنیل انحلالی ثانویه در دماهای 960، 980 و 1000 درجه سانتیگراد و زمانهای 1، 2، 4 و 8 ساعت بر ریزساختار سوپرآلیاژ پلی-کریستالGTD-111 مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی نشان داد که آنیل انحلالی ثانویه در دمای 980 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت، سبب بهبود ریزساختار از جهت کاهش مقدار فاز مضر یوتکتیک به حدود 4 درصد حجمی و بهبود توزیع و افزایش درصد حجمی فاز استحکام بخش γ ' به حدود 54 درصدحجمی می شود. مورفولوژی فاز γ ' به دست آمده در این شرایط، مورفولوژی مطلوب مکعبی با توزیع یگانه و یکنواخت می باشد و این موارد از جمله تغییرات مطلوب ریزساختاری در سوپرآلیاژها هستند. در این مقاله ریزساختار سوپرآلیاژ GTD111 در شرایط مختلف آنیل انحلالی ثانویه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

سوپرآلیاژهای پایه نیکل رسوب سخت شونده از قابلیت جوش پذیری پائینی برخوردار بوده و جوشکاری آنها در صنعت بازسازی قطعات داغ توربین گاز، امری چالش برانگیز می باشد. امروزه با بکارگیری از روش های نوین جوشکاری از جمله لایه نشانی با لیزر سعی شده است ضمن کاهش چالش موجود، کیفیت جوشکاری سوپرآلیاژها ارتقاء یابد. در این تحقیق نمونه هایی از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل IN738LC به کمک لیزر جامد Nd: YAG با فیلر سوپر آلیاژ IN625 لایه نشانی شد. حضور عیوب متالورژیکی نظیر فازهای اکسیدی، تخلخل و ترک در ریزساختار فلز پایه، لایه جوش و فصل مشترک بین آنها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. نفوذ کافی لایه جوش در سطح فلز پایه، حضور کم فازهای اکسیدی و همچنین درصد پائین حفرات در لایه جوش در تصاویر میکروسکوپی مشاهده شد. همچنین جهت اطمینان از وضعیت ریزساختار، آزمون های مکانیکی بر روی نمونه-های لایه نشانی شده و فلز پایه انجام شد و خواص کشش دمای محیط و سختی آنها با همدیگر و با استاندارد پذیرش سوپر آلیاژ IN738LC مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج خواص مکانیکی نشان داده است که متوسط میزان استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی نمونه های لایه نشانی شده با خواص کششی فلز پایه اختلاف چندانی نداشته (به ترتیب 2/1%و2/3%) ولی متوسط میزان سختی و درصد انعطاف پذیری آن بطور قابل ملاحظه ای (به ترتیب 0/11و3/33%) کاهش یافته است.

در پژوهش حاضر، سنتز ترکیب سه تایی Ti3AlC2 با استفاده از مواد اولیه تیتانیم، آلومینیم و گرافیت به روش سنتز خودپیشرونده دما بالای فعال شده مکانیکی انجام شد. سنتز این ترکیب در مد انفجار حرارتی با استفاده از مواد اولیه به نسبت Ti: Al: C=3: 1: 2 در کوره تیوبی انجام گرفت و سازوکار تشکیل این ترکیب بررسی شد. مشخصه یابی محصول سنتز به کمک گرماسنجی افتراقی، میکروسکوپ های الکترونی روبشی و عبوری و پراش پرتو ایکس انجام شد. هر چند ترکیب Ti3AlC2، به عنوان فاز اصلی محصول سنتز شناسایی شد، تشکیل محصول جانبی TiC در کنار فاز اصلی نیز اجتناب ناپذیر بود. بررسی ها نشان داد که تشکیل ترکیب های TiC و TiAl نقش اساسی در سنتز خودپیشرونده دما بالای فاز Ti3AlC2 دارد.