نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1387 | دوره:19 | شماره:5 (ویژه نامه مهندسی متالورژی و مواد) |تعداد مقالات:14

در تحقیق حاضر اثر افزودن TiO2 بر خواص جرم های ریختنی آلومینا- اسپینل بحث و بررسی شده است. بهمین منظور سه ترکیب به منظور انجام آزمایشات و بررسی خواص در نظر گرفته شده که این ترکیبات شامل 6 درصد (SP-6T) TiO2، 9 درصد (SP-9T) TiO2 و ترکیبات بدون (SP) TiO2 می باشند. سپس از روش زینترینگ در حالت جامد در محدوده دمایی 1000-1600oC جهت پخت تمام ترکیبات بهره گرفته شد. نتایج حاصل نشان می دهد، حضور TiO2 در این ترکیبات باعث بهبود فرآیند زینترینگ در دماهای بالا می شود. آنالیز فازی حاصل از این ترکیبات نیز آشکار می سازد که در اثر واکنش TiO2 با CaO در دماهای بالاتر از 900oC و تشکیل فاز CT، فرآیند زینترینگ بهبود یافته و منجر به افزایش دانسیته و استحکام سرد این قطعات می شود. همین طور TiO2 با Al2O3 در دماهای بالاتر از 1400ºC، فاز (Al2O3- TiO2) AT را تشکیل می دهد که در اثر تشکیل این فاز (تیالیت) نیز فرآیند زینترینگ بهبود می یابد. به طور کلی در این تحقیق ثابت شد که استفاده از TiO2 در ساخت جرم های ریختنی آلومینا - اسپینل باعث افزایش دانسیته می گردد. به طوری که این مقدار در دمای 1600oC به مقدار 3.68 gr/cm3 می رسد. هم چنین با افزایش TiO2 (تا 9 درصد)، دانسیته، استحکام فشاری سرد و در نهایت درصد تغییرات خطی پایدار (PLC) در دمای حدود 1600oC بهبود یافته، ولی خواص گرم نمونه ها کاهش می یابد. به طوریکه هر چه مقدار TiO2 بیشتر شود استحکام خمشی گرم و نیز دیرگدازی تحت بار ثابت این قطعات نیز کمتر می شود.

روش الکتروشیمیایی تولید اکسید مس (I) مبتنی بر انحلال آندی مس فلزی در الکترولیت آبی حاوی یون کلرید و تشکیل کمپلکس های کلریدی مس و سپس هیدراته شدن آنها توسط یونهای هیدروکسیل ناشی از آزاد شدن گاز هیدروژن در کاتد می باشد و نتیجه واکنش شیمیایی هیدراتاسیون، تشکیل اکسید مس (I) است. در این پژوهش تاثیر متغیرهای موثر بر الکترولیز شامل غلظت دی کرومات پتاسیم به عنوان افزودنی، بازیسیته محلول، غلظت کلرور سدیم، دانسیته جریان و دما بر دو شاخص مهم الکترولیز، یعنی راندمان جریان و مصرف ویژه انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس شرایط بهینه به شرح زیر به دست آمده است:K2Cr2O7=0.1 g/l، NaOH=0.5 g/l، 900Am-2=دانسیته جریان، NaCl=240 g/l، 75-80oC= دما

در کامپوزیتهای ریختگی Al-SiCp وجود تخلخل های گازی و انقباضی و نیز خوشه های حفره - ذرات و ذره - ذره باعث تضعیف پیوند فصل مشترک می شوند، این عوامل باعث می شوند تا انفصال فصل مشترک بعنوان عامل موثر در شکست کامپوزیتها عمل نماید. تغییر شکل داغ کامپوزیتها یکی از روشهای مناسب در بهبود فصل مشترک و کاهش تخلخل نمونه های کامپوزیتی ریختگی است. در این تحقیق کامپوزیتهای A356 حاوی %10 ذرات SiC (با اندازه متوسط ذره 38 میکرومتر) به روش کامپوکستینگ تهیه شده است. این کامپوزیتها تحت فرآیند اکستروژن داغ قرار گرفته و تاثیر سرعت تغییر شکل بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که انجام عملیات اکستروژن باعث بهبود توزیع ذرات SiC و کاهش درصد تخلخل زمینه و افزایش خواص مکانیکی نسبت به حالت ریختگی می شود. با اینحال افزایش سرعت تغییر شکل شرایط شکست ذرات را حادتر کرده و لذا استحکام نهایی و درصد ازدیاد طول کامپوزیت تا حدودی افت می کنند ولی تنش تسلیم افزایش می یابد.

سامانه روان کاری موتورهای احتراق داخلی یکی از مهم ترین اجزایی است که کارکرد مطمئن و دوام موتورها را تضمین می کند. استفاده از شبیه سازی رایانه ای در طراحی و تحلیل مدار روان کاری نسبت به روش های آزمایشگاهی و سعی و خطا مقرون به صرفه تر است. در این راستا ابتدا تک تک اجزای سامانه روان کاری مورد بررسی قرارگرفته و روابط افت فشار هر کدام از آن ها ارایه شده است. سپس کد کامپیوتری EngineLubSim تهیه شده است که توسط آن می توان به تحلیل و طراحی سامانه روان کاری موتورهای احتراق داخلی پرداخت. این کد از روش خطی شده تصحیح هد برای تشریح سیستم معادلات سامانه روان کاری سود می برد و با استفاده از روش SOR معادلات مذکور را حل می کند. همچنین کد کامپیوتری دیگری برای محاسبات دینامیکی مربوط به خروج از مرکز یاتاقان ها توسعه یافته (BearLoad) که در کنار کد EngineLubSim ابزار قدرتمندی در تحلیل سامانه روان کاری موتور تشکیل می دهند. در نهایت یک موتور نمونه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که مقدار تغذیه روغن به یاتاقان ها مناسب نیست و باید تغییراتی در طراحی صورت گیرد تا مشکل برطرف شود.

در پژوهش حاضر، فلاکس حاوی 90 درصد وزنی از ترکیب NaCl-KCl به همراه 8 درصد وزنی Na2SiF6 و 2 درصد وزنی CaF2 به مذاب آلومینیم حاصل از ذوب تراشه های آلیاژهای ریختگی A380 و A319 افزوده شده و تاثیر مقدار فلاکس بر راندمان عملیات تصفیه از طریق آزمایش های کشش، آزمون انجماد تحت فشار کاهش یافته (RPT)، متالوگرافی، میکروسکوپ الکترونی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر فلاکس مورد نظر بر مذاب حاصل از ذوب برگشتی های آلیاژ کارپذیر 6063 نیز مورد بررسی قرار گرفت. پس از انجام آزمایش ها و با توجه به نتایج، مقدار بهینه اعمال فلاکس تعیین گردید.

دراین پژوهش تاثیر حضور عناصر میکروآلیاژی بر فرآیندهای نرم شدن دینامیکی فریت و بر میزان ریز شدن آن در حین اعمال تغییر شکل پیچش گرم در منطقه دو فازی (a+g) در فولادهای کم کربن میکروآلیاژی مورد مطالعه قرار گرفت. از روی منحنی های سیلان گرم و همچنین با استفاده از میکروسکوپ نوری و تکنیک EBSD در میکروسکوپ الکترونی رویشی، رفتار تغییر شکل گرم و تحویات ریزساختاری صورت گرفته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد حضور عناصر میکروآلیاژی، بر نوع فرآیندهای نرم شدن دینامیکی و میزان آنها تاثیر گذاشته و نتیجه این تاثیر به صورت اختلاف در سطح تنش سیلان فریت در فولادها دیده می شود. نتایج EBSD نشان داد اثر توام Nb و Ti در پایدار کردن مرز دانه ها در برابر مهاجرت در حین اعمال تغییر شکل بیش از اثر Nb تنها است. همچنین اندازه نهایی دانه های فریت بدست آمده در فولادهای میکروآلیاژی ظریفتر از فولاد ساده کربنی است. به طوریکه اندازه این دانه ها در فولاد ساده کربنی، فولاد میکروآلیاژی دارای Nb و فولاد میکروآلیاژی دارای Nb-Ti به ترتیب برابر با 2.8، 1.8 و 1.5 میکرون می باشد.

در مقاله حاضر تاثیر افزودن عناصر شبه فلزی (4-27 at%)Si و (5-22 at%)B بر ساختار و خواص مغناطیسی آلیاژهای پایه کبالت حاوی 5at% آهن که به روش ذوب ریسی انجماد سریع یافته اند مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات پراش پرتو X نشان داد که افزودن عناصر Si و B به تنهایی جهت آمورف شدن کامل ساختار نوارهای ذوب ریسی شده آلیاژهای غیر یوتکتیکی CoFeSi و CoFeB کافی نبوده و در آلیاژهای چهارتایی CoFeSiB نیز برای حصول ساختار آمورف مجموع این دو عنصر و نسبت B به Si باید بیشتر از یک مقدار حداقل باشد. همچنین بررسی اثر این عناصر بر خواص مغناطیسی (Hc، Bs و Br) آنها به کمک دستگاه پسماندنگار نشان داد که هر چه مقدار مجموع عناصر شبه فلزی Si و B در آلیاژهای CoFeSiB بالاتر باشد، نیروی وادارنده مغناطیسی Hc و مغناطش (القای) اشباع (Bs)Ms نوارهای آمورف (بی شکل) تولید شده کاهش پیدا می کنند. همچنین در مجموع Si و B ثابت، با افزایش نسبت B/Si القای اشباع و القای پسماند افزایش پیدا می کند.

در تحقیق حاضر، شرایط ساخت و خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تولید شده به روش اکستروژن گرم پودر مورد مطالعه قرار گرفته است. زمینه کامپوزیت ها با استفاده از پودر آلومینیوم به همراه 10 درصد وزنی پودر تیتانیوم تهیه شد. فاز تقویت کننده از جنس ذرات کاربید سیلیسیوم و یا اکسید آلومینیوم با اندازه متوسط 5 میکرون به مقدار 5، 10، 15 و یا 20 درصد حجمی انتخاب گردید. پودرهای تشکیل دهنده ماده مرکب پس از مخلوط سازی، در محفظه هایی از جنس آلومینیوم ریخته شد، سپس لقمه های حاصل تحت فرآیند اکستروژن گرم پودر قرار گرفت. بررسی ریزساختار کامپوزیت های تولید شده نشان داد که ذرات تقویت کننده سرامیکی، به صورت یکنواخت در زمینه توزیع شده اند. همچنین آنالیز XRD نمونه های کامپوزیتی پس از انجام فرآیند اکستروژن گرم پودر نشان داد ترکیبات بین فلزی از نوع Al3Ti در زمینه تشکیل گردیده است. حضور ذرات سرامیکی و ترکیبات بین فلزی موجب کاهش انعطاف پذیری زمینه آلومینیومی گردید. ضمن اینکه مواد مرکب حاوی ترکیبات بین فلزی و یا ذرات تقویت کننده سرامیکی، خواص فرسایشی و ریزسختی بهتری از خود نشان دادند.

تاثیر ارتعاشات مکانیکی با فرکانس های متغیر و دامنه ثابت در حین انجماد، بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم A380، مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، تعیین فرکانس بهینه ارتعاش و تغییرات خواص مکانیکی در اثر اعمال ارتعاش و اندازه گیری کمی اجزای ریزساختاری آلیاژ A380 می باشد. در این راستا، نمونه هایی از مذاب های A380 تحت هفت فرکانس متفاوت (از صفر تا 60 Hz) قرار داده شده و سپس بدون استفاده از ترکیبات جوانه زا و یا بهساز، ریخته گری شدند. با انجام آزمایشات مربوطه، فرکانس نمونه ریخته شده در فرکانس 60 Hz با 54.76% کاهش در فاصله بازوهای ثانویه دندریتی، 7.1% افزایش در چگالی، 43% افزایش در تنش تسلیم، 50.35% افزایش در استحکام کششی نهایی و 291.6% افزایش در ازدیاد طول نسبی، به عنوان فرکانس بهینه تعیین گردید. در حقیقت، اعمال ارتعاش، علاوه بر کاهش کلی اندازه اجزای ریزساختاری نظیر فاصله بازوهای ثانویه دندریتی، پتانسیل زیادی برای کاهش و حذف تخلخل و عدم مذاب رسانی، از طریق شدت بخشی به پدیده تغذیه جرمی موثر را فراهم می آورد.

در این پژوهش، روند انحلال رسوبات g¢ (Ni3 (Al,Ti) با تغییر عوامل موثر در نفوذ مانند دما، زمان و تنش اعمالی، در سوپر آلیاژ INCONEL 738LC بررسی شده است. پس از انجام آزمایش ها، عکس های ریز ساختار توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) تهیه شده و سپس با استفاده از این تصاویر و تعیین اندازه و تعداد رسوبات بر حسب دما، زمان و تنش اعمالی به صورت جداگانه رسم شده است. در بررسی تصاویر مشاهده گردیده که رسوبات مکعبی g¢، در فرآیند انحلال، به یکدیگر ملحق شده و با انحلال گوشه ها به شکل کروی درآمده اند. نتایج حاصل از نمودارها حاکی از آن است که بهترین انحلال در دماهای بیش از 1200 درجه سانتیگراد و زمان 2.5 ساعت حاصل شده است؛ این زمان (2.5 ساعت) زمان حصول بیشترین میزان انحلال فاز g¢ اولیه بوده و با صرف زمان بیشتر تغییری در ساختار و میزان انحلال دیده نشده است. همچنین مشاهده گردیده که اثر تنش فشاری در مقادیر کم اثر کمی بر افزایش انحلال داشته و موجب بزرگ شدن رسوبات بدلیل آگلومره شدن آن ها شده است، اما به نظر می رسد اعمال تنش در مقادیر زیاد به فرآیند انحلال کمک نموده و باعث یکنواخت شدن انحلال رسوبات g¢ گردیده است.

در این تحقیق خواص و ویژگی های نوعی بوکسیت ایرانی که از معدن شاه بلاغی دماوند در حوالی تهران استخراج می گردد با نوعی بوکسیت مرغوب چینی به منظور کاربرد در محصولات دیرگداز مقایسه گردید. ابتدا خواص فیزیکی، شیمیایی، حرارتی، فازی و ریزساختاری بوکسیت خام و زینتر شده در دماهای مختلف، بررسی و سپس نمونه هایی با درصدهای مختلف کائولن و با استفاده از بوکسیت کلسینه ایرانی و بوکسیت چینی ساخته شد. در نهایت خواص فیزیکی، مکانیکی، فازی و ریزساختاری نمونه ها با یکدیگر مقایسه گردید. با توجه به دست آوردهای این تحقیق آشکار گردید که بوکسیت حاصل از معدن شاه بلاغی دماوند حاوی مقادیر مناسب آلومینا و اکسیدهای دیگر بوده و نمونه های دیرگداز ساخته شده از آن، خواص فیزیکی، مکانیکی و ریزساختاری مناسبی با توجه به نمونه های ساخته شده از بوکسیت چینی جهت استفاده در کاربردهای دیرگداز دارا می باشند.

در این تحقیق برخی از ویژگیهای پوشش بدون برق Ni-B-Tl، از طریق محلول کلریدی بر فولاد 316 بررسی شده است. برای ایجاد پوشش Ni-B-Tl از یک حمام قلیایی شامل بروهیدرات سدیم بعنوان احیا کننده و نیترات تالیوم بعنوان پایدار کننده استفاده شد. تغییرات ریزسختی پوشش، سرعت رسوب گذاری و درصد وزنی نیکل، بر و تالیوم در دما و زمانهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، ساختار پوشش در حالت بعد از پوشش دهی و بدون عملیات حرارتی با توجه به درصد وزنی عناصر تشکیل دهنده آن بررسی و شناسایی شد. نتایج آزمایشات نشان می دهند که با اضافه کردن نیترات تالیوم، Tl نیز همراه نیکل و بر روی سطح نمونه رسوب می کند. با افزایش زمان درصد وزنی بر و تالیوم افزایش و درصد وزنی نیکل کاهش و همچنین با افزایش دمای پوشش دهی درصد وزنی بر و تالیوم کاهش و درصد وزنی نیکل افزایش می یابد. با افزایش دما، ریزسختی پوشش افزایش یافته و با افزایش زمان پوشش دهی، ریزسختی بعد از یک روند افزایشی، کاهش پیدا می کند. الگوی XRD در حالت بعد از عملیات حرارتی بمدت یک ساعت در دمای 450oC وجود فازهای بلوری نیکل، تالیوم و بورایدهای نیکل (Ni3B و Ni2B) را نشان می دهد. افزایش ریزسختی پوشش می تواند به دلیل وجود فازهای بلوری و بورایدهای نیکل باشد.

خواص مکانیکی هاردمتال ها به میزان زیادی تابع مشخصات مواد اولیه، اندازه دانه کاربید، نوع و میزان بایندر و شرایط پخت است. در تحقیق حاضر، تاثیر درصد فاز بایندر و شرایط اولیه پودر و دمای پخت بر خواص مکانیکی سختی و چقرمگی شکست هاردمتال های کاربید تنگستن - کبالت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که انجام فرآیند گرانوله سازی پودر پس از آسیاب و قبل از مرحله شکل دهی منجر به بهبود خواص مکانیکی نهایی قطعه می گردد. برای ترکیب %8 کبالت، دمای پخت 1440oC منجر به حصول سختی و چقرمگی شکست مناسب و مطلوب گردیده است. اما برای ترکیبات 10 و %12 کبالت افزایش دمای پخت تا 1440oC منجر به کاهش سختی و افزایش چقرمگی شکست شده است.