مواد پیشرفته در مهندسی (استقلال)
سال:1388 | دوره:28 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

در این پژوهش یک آلیاژ Al-Mg-Si-Cu به منظور بررسی وقوع پدیده پیر کرنشی دینامیکی (DSA) به صورت حل سازی شده قبل و بعد از فرآیند اکستروژن در کانال زاویه دار همسان (ECAE) تحت آزمون کشش در دماهای 25oC تا 35oC و نرخ کرنشهای 10-4s-1 تا 10-1s-1 قرار گرفت. منفی بودن ضریب حساسیت به نرخ کرنش (m) و افزایش استحکام کششی با افزایش دما رفتارهایی بودند که در محدوده دمایی وقوع پیر کرنشی دینامیکی در این آلیاژ مشاهده شدند. بر اساس محاسبات مربوط به انرژی فعال سازی پیشنهاد شد که در دماهای پایین، پدیده پیر کرنشی دینامیکی توسط تعامل مابین اتمهای منیزیم و نابه جاییهای متحرک کنترل می شود در حالی که در دماهای بالا، تجمع اتمهای منیزیم و تشکیل فاز ثانوی، از طریق کاهش غلظت اتمهای محلول در زمینه، منجر به ظهور اثر معکوس پورتوین لشاتلیه (PLC) یا به عبارتی رفتار معکوس پیرکرنشی دینامیکی می شود. علاوه بر این، محاسبات نشان داد که اثر کشش عنصر حل شونده توسط منیزیم به عنوان عامل افزایش نسبت ازدیاد طول پس از گلویی به ازدیاد طول کل با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش در دماهای بالاتر از 250oC است. مشاهده شد که تغییر شکل آلیاژ با استفاده از فرآیند ECAE باعث انتقال محدوده دمایی ضرایب منفی حساسیت به نرخ کرنش به دماهای پایینتر شده و تمایل به پیری دینامیکی در دماهای بالاتر را کاهش می دهد. مضافا، کرنش پس از گلویی شدن در همه دماها و نرخ کرنشهای مورد آزمایش، در نمونه های اکسترود شده در کانال زاویه دار همسان بالاتر از کرنش همگن بوده و نسبت کرنش پس از گلویی به کرنش کل در این نمونه ها حساسیت چندانی به تغییرات دما و نرخ کرنش از خود نشان نداد.

SAMD  روش نسبتا جدیدی در تولید پودرهای فلزی است که در آن از هم پاشیدگی و تکه تکه شدن مذاب، در اثر انتقال انرژی سینتیک از پروانه همزن به مذاب از طریق یک ماده واسط جامد صورت می پذیرد و پس از انجماد قطرات مذاب حاصل و جدا کردن ماده واسط، پودر فلزی به دست می آید. در تحقیق حاضر، مقدار مشخصی از پودر نمک طعام به مذاب آلومینیم اضافه شد و مخلوط در دمای مشخص برای مدت زمان معین هم زده شد تا قطرات فلزی به دست بیایند. سپس این مخلوط در آب کوئنچ شد و در نتیجه قطرات فلزی به پودر تبدیل شدند و نمک طعام در آب حل شد. پودر حاصل پس از جمع آوری، شستشو و خشک کردن تحت آزمایشهای تعیین ابعاد ذرات به کمک اشعه لیزر و بررسیهای میکروسکوپ الکترونی روبشی قرار گرفت. در این تحقیق تاثیر سیکل دما - زمان مورد استفاده در هنگام همزدن مخلوط، بر اندازه و مورفولوژی پودر آلیاژ Al-6wt%Si تولید شده از این روش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که کرویترین ذرات پودری و حداقل اندازه متوسط ذرات آلومینیم با همزدن به مدت 5 دقیقه در 690 درجه سانتیگراد و سپس کوئنچ در آب به دست می آید.

در این مقاله، یک مدل ریاضی سه بعدی برای شبیه سازی حذف الکترومغناطیسی پیوسته آخال از مذاب فلزات توسعه یافته و معرفی شده است. این مدل شامل محاسبه نیروی الکترومغناطیس و جریان سیال در حضور نیروی الکترومغناطیس است. نتایح محاسبات میدان سرعت مذاب و نیروی الکترومغناطیس برای محاسبه مسیر حرکت ذرات آخال در مذاب فلزات مورد استفاده قرار گرفت. مدل توسعه یافته برای شبیه سازی حذف آخال از مذاب منیزیم در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعات پارامتری به منظور بررسی تاثیر عوامل مختلف نظیر چگالی شار مغناطیسی، اندازه آخال و سرعت مذاب بر راندمان حذف آخال صورت گرفته است. به منظور مشاهده تاثیر نیروی الکترومغناطیس بر حرکت ذرات آخال و نیز ارزیابی مدل توسعه یافته، یک مدل فیزیکی طراحی و ساخته شد. نتایج تجربی حاصل از مدل فیزیکی برای مسیر حرکت آخال و نیز راندمان حذف آخال بیانگر دقت قابل قبول مدل ریاضی بوده است.

یکی از عواملی که باعث بلوکه شدن دو لایه کاری و دایمی تاندیش و در نتیجه مصرف زیاد مواد نسوز و ایجاد هزینه های بالامی شود مواد اتصال دهنده ای هستند که با افزایش دما باعث ایجاد فازهای نقطه ذوب پایین مانند اغلب بایندرهای فسفاتی مورد استفاده در صنعت می شوند. در دماهای بالا این بایندرها، با ایجاد فازهای مذاب، باعث واکنش بین دو لایه دایمی و کاری شده که در نتیجه در قسمتهایی از تاندیش، این دو جرم در هم نفوذ کرده، به هم می چسبند وسبب مشکل شدن فرآیند تخلیه پوسته باقیمانده وآسیب رساندن به لایه دایمی می شوند. در این تحقیق به بررسی استفاده از بایندرهای سولفاتی همچون اسید سولفامیک، سولفات آلومینیوم، آمونیوم، منیزیوم، کلسیم، سدیم و پتاسیم به جای بایندرهای فسفاتی متداول مورد استفاده در ترکیب جرمهای تاندیش و تقابل بین اجزای بایندرهای فسفاتی و سولفاتی با جز MgO پرداخته شده است. مطالعات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تحلیل فازی با پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که در میان بایندرهای سولفاتی مورد مطالعه سولفات منیزیم با توجه به بررسی خواص و ریزساختار بهترین گزینه است. این بایندر در دمای پایین استحکام مناسبی به جرم می دهد ودر دمای بالا به SO3 و  MgOتجزیه می شود. SO3 به صورت گاز تبخیر شده و MgO اکسید دیرگدازی است که با اکسید میزبان که معمولا از همان جنس MgO است واکنش نمی دهد. ذوب نشدن و واکنش نکردن این بایندر فرآیند دی اسکالینگ یا تخلیه پوسته باقیمانده را آسان و از تخریب لایه دایمی جلوگیری می کند و همچنین با عدم زینترینگ شدید لایه جرم پلاستر تاندیش بحث عایق بودن حرارتی آن بیشتر جلوه می کند.

تاثیر عملیات مکانوشیمی بر تغییرات فازی زیرکونیای منوکلینیک (m) توسط آسیاب گلوله ای پر انرژی سیاره ای در زمانهای مختلف آسیابکاری مورد بررسی قرار گرفت. عملیات مکانیکی در آسیاب باعث ریز شدن دانه ها، افزایش کرنش شبکه، تغییر فاز و تولید فازهای ناپایدار تتراگونال (t) و مکعبی (c) شد. بررسیهای TEM و XRD وجود مقادیر قابل توجهی از فاز آمورف ایجاد شده در حین آسیابکاری را نشان داد. کاهش سطح مخصوص اندازه گیری شده به روش BET در زمانهای طولانی آسیابکاری نشانگر آگلومره شدن زیرکونیا و با کمک فاز آمورف به عنوان چسب است. عملیات مکانیکی، واکنش پذیری زیرکونیا را با گاز کلر به شدت افزایش داد. همچنین آنیل کردن زیرکونیای آسیابکاری شده در اتمسفر کلر منجر به ایجاد جاهای خالی آنیونی، کریستاله شدن فاز آمورف و تبدیل آن به فازهای مکعبی و تتراگونال و افزایش دمای پایداری این فازها به ترتیب تا 800oC و 1000oC شد. در این شرایط کوچک بودن انرژی مرز دانه ها و وجود جاهای خالی اکسیژن، نقش اساسی را در پایداری فازهای تتراگونال و مکعبی به عهده دارد.

در انجماد آلومینیوم و آلیاژهای آن، بررسی ریز ساختار حاصل از شرایط انجمادی مختلف به علت تاثیر قابل ملاحظه آن بر خواص مکانیکی، اهمیت زیادی دارد. این مواد اصولا در انواع قالبهای ماسه ای، فلزی و تزریقی ریخته گری می شوند که شرایط انجمادی متفاوتی ایجاد کرده و ریز ساختار نهایی قطعه تا حد زیادی به این شرایط وابسته است. در این تحقیق تاثیر عواملی مثل سرعت سرد شدن، سرعت حرکت جبهه انجماد و شیب دمایی در فصل مشترک مذاب – جامد بر فواصل بین شاخه های ثانویه دندریتی توسط یک سیستم ریخته گری با انجماد جهت دار آلیاژهای مهم آلومینیوم بررسی شد. فواصل بین شاخه های ثانویه دندریتی در سرعتهای سرد شدن مختلف اندازه گیری و ارتباط آن به صورت روابط ریاضی ارایه شد. از طرف دیگر ارتباط بین فواصل شاخه های ثانویه دندریتی و سرعت سرد شدن توسط شبکه عصبی مصنوعی شبیه سازی و نمودارهای حاصل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد و تطابق خوبی مشاهده شد. لذا از مدل شبیه سازی می توان برای پیش بینی مقادیر حدی که به صورت آزمایشگاهی انجام آن بسیار مشکل و یا ناممکن است استفاده کرد.