روی و آلیاژهای آن به واسطه کاربرد وسیع در سیستم های حفاظت کاتدی به عنوان آندهای فدا شونده شناخته شده اند. مشکلات ناشی از فشار بخار بالای این فلز در فرآیند ذوب و ریخته گری، باعث شده که فرآیندهای اصلاح ساختار میکروسکوپی در حالت جامد برای روی بسیار مورد توجه قرار گیرد. فرآیند فعال سازی مذاب با اعمال کرنش ((SIMA)) یکی از فرآیندهای شکل دهی نیمه جامد در تولید قطعات با ساختار غیردندریتی است. در این پژوهش، اثر فرآیند (SIMA) بر ریزساختار و رفتار الکتروشیمیایی آند فداشونده روی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها تحت نرخ کرنش های%50-20، دماهای مختلف در محدوده 425-435oC و زمان های 10-40min قرار گرفتند. ریزساختار بهینه کروی شده در شرایط 50% کارسرد، دمای C°430 و در مدت زمان min10 به دست آمد. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون و آزمون آند بر روی نمونه بهینه کروی شده، بیانگر کاهش محسوس 90% چگالی جریان خوردگی الکتروشیمیایی و کاهش اندک بازدهی آند نسبت به نمونه خام است. آنالیز عنصری (EDX)، تصاویر متالوگرافی و پروفیل میکروسختی، تجمع عناصر آلیاژی بر روی مرزدانه و تبدیل خوردگی یکنواخت به موضعی و در نتیجه کاهش بازدهی آند بعد از فرآیند (SIMA) را نشان می دهد.

فرآیند «فعال سازی مذاب توسط کرنش ((SIMA))» یک فرآیند نیمه جامد است که به منظور تشکیل ساختار گلبولی در آلیاژ ها به کار گرفته می شود. در این فرآیند، آلیاژ مورد نظر ابتدا تحت کرنش قرار می گیرد و سپس در دمای نیمه جامد به مدت مشخصی نگه داری می شود. در این پژوهش، از فرآیند (SIMA) برای تشکیل ساختار گلبولی در آلیاژ آلومینیوم 7075 استفاده شده و تاثیر چهار عامل مقدار کرنش، دمای اعمال کرنش، دمای نگه داری نیمه جامد (کسرحجمی مذاب) و زمان نگه داری نیمه جامد بر روی اندازه متوسط دانه ها و هم چنین ضریب شکل آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که نمی توان یک سازوکار خاص را برای گلبولی شدن دانه ها در فرآیند (SIMA) در نظر گرفت. بلکه با توجه به مقدار کسر حجمی مذاب و مقدار کرنش، سازوکار غالب متفاوت خواهد بود و بیشترین رقابت بین تبلور مجدد و ذوب داخلی دانه ها اتفاق می افتد. هم چنین نتایج نشان داد که در فرآیند (SIMA)، درصد ازدیاد طول به طور قابل ملاحظه ای نسبت به حالت T6 افزایش می یابد در حالی که استحکام کاهش زیادی ندارد.

فرآیند فعال سازی مذاب با اعمال کرنش ((SIMA)) یکی از فرآیندهای شکل دهی نیمه جامد در تولید قطعات با ساختار غیردندریتی می باشد. در پژوهش حاضر اثر فرآیند (SIMA) بر ریزساختار و رفتار خوردگی آند فدا شونده Al-Zn-In مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا با اعمال فشار تک محوری، تاثیر متغیر کار سرد در محدوده 40-10 درصد بر ریزساختار نیمه جامد آلیاژ Al-Zn-In در دمای محیط بررسی شد. عملیات حرارتی نیمه جامد در محدوده دمایی 660-640 درجه سانتی گراد به مدت 40 دقیقه انجام گرفت. بررسی رفتار خوردگی نمونه ها توسط آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول 3.5 درصد کلرید سدیم انجام گرفت. تصاویر میکروسکوپ نوری نشان داد که ریزساختار نمونه های تهیه شده به روش (SIMA) دارای دانه بندی ریزتر و میزان کرویت بیشتری در مقایسه با ریزساختار اولیه آلیاژ می باشد. با افزایش نسبت کار سرد از 10 به 30 درصد فاکتور شکل افزایش یافته اما با افزایش میزان کار سرد تا 40 درصد، افزایش و کاهش نسبتا محسوسی به ترتیب در اندازه دانه و فاکتور شکل مشاهده شد. با افزایش دمای عملیات حرارتی، میانگین اندازه دانه های جامد a-Al کاهش و میزان کرویت آنها افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون خوردگی تافل نشان داد، با افزایش میزان کار سرد در فرآیند (SIMA) ، پتانسیل خوردگی نمونه های آلیاژ Al-Zn-In منفی تر شده و کمترین نرخ خوردگی مربوط به نمونه عملیات حرارتی شده در دمای 640 درجه سانتی گراد با نسبت 30 درصد کار سرد بود. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز خوردگی یکنواخت نمونه تهیه شده تحت شرایط مذکور را تایید کرد.

در این مطالعه، ریزساختارها و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 7075 حاصل از دو روش فعالسازی مذاب در اثر اعمال کرنش ((SIMA)) متداول و (SIMA) اصلاح شده بررسی شده اند. می توان گفت که ریزساختار مطلوب برای شکل دهی نیمه جامد، ریزساختار غیردندریتی با کرویت مناسب است. در این مطالعه، نوعی اصلاح شده از روش (SIMA) برای مقایسه با نوع متداول آن بکار برده شد بطوری که نوار آنیل شده آلیاژ 7075 که پس از نورد در یک کوره الکتریکی در دمای ° C590 به مدت زمان های مختلف نگهداری شده و سپس تا ° C500 سرد شده و در آب سرد سریعا خنک گردید. سپس مرحله ذکر شده بدون انجام نورد تکرار شد. نتایج حاکی از بهبود محسوس ریزساختار و خواص مکانیکی محصول روش (SIMA) اصلاح شده بودند به گونه ای-که در این روش، نه تنها ساختار گلبولی ریزتر و همگن تر در آلیاژ تشکیل شد، بلکه سبب توزیع همگن تر فازهای ثانویه به صورت ناپیوسته در مرزدانه نیز گردید و ساختار یوتکتیک را در آلیاژ حذف نمود. این بهبود ساختار، منجر به بهبود خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی از MPa 371 به MPa 442، انعطاف پذیری از 2/4 درصد به 1/13 درصد گردید. همچنین، علی رغم کاهش میکروسختی بیشینه در مرزدانه، سطح میکروسختی در دانه ها ارتقاء یافته و شکل پذیری نیز بطور محسوسی بهبود پیدا کرد.

محاسبه وزن مواد بار کوره های ذوب، اغلب از راه موازنه جرم ساده عناصر آلیاژی در مواد ورودی و مذاب خروجی انجام می شود. اما در فرایندهای ذوب، پیچیدگی ها و پدیده های گوناگونی هست که اغلب در محاسبات موازنه جرم نادیده گرفته می شود و سبب عدم اطمینان در محاسبه بار کوره می گردد. خطای محاسبه، باعث اصلاح چندباره ذوب، تأخیر در تخلیه، افزایش هزینه و کاهش کیفیت مذاب می شود. در پژوهش حاضر تلاش بر این بوده که پیچیدگی ها و جنبه های مهم مساله ذوب، که اغلب نادیده گرفته شده، در کوره شناسایی و در یک مدل ریاضی مناسب درنظر گرفته شود. هدف پژوهش حاضر توسعه مدلی است، که نه تنها وزن مواد اولیه برای ترکیب شیمیایی ذوب هدف را بهینه سازی کند، بلکه هدررفت ناهمگن عناصر آلیاژی، ناخالصی های غیرفلزی مواد بار، و اصلاح ذوب اولیه در کوره را نیز درنظر بگیرد. این مقاله، یک مدل بهینه سازی استاندارد و یک الگوریتم حلقه ی تکرار برای موازنه جرم غیرخطی مساله ذوب ارایه می کند. یک مساله ذوب آلیاژ برنج با 7 عنصر آلیاژی و 8 نوع مواد بار در مقیاس صنعتی طرح و بررسی گردید، تا کارکرد مدل را مورد آزمایش قرار دهد. نتایج عددی مدل کسر وزنی مواد اولیه، و وزن و ترکیب شیمیایی ذوب اصلاح شده را با کمترین هزینه مواد نشان می دهد. تحلیل بهینه بودن جواب، تایید کرد که کمترین مقدار هزینه به دست آمده است. مدل استاندارد غیرخطی، ابزاری قابل اعتماد و سریع برای بهینه سازی هزینه و محاسبه بار کوره است که پتانسیل های قابل توجهی برای کاهش هزینه و تسهیل اتوماسیون صنعتی فرایند ذوب ایجاد می کند.

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.

فرآیند پالتروژن یکی از روش های پیوسته تولید پروفیل هایی با مقطع ثابت می باشد. در این پژوهش شکل گیری محصول پالتروژن از یک ماده گرمانرم در قالب مستقیما مشاهده و اطلاعات مهمی از حرکت مذاب و شکل گیری حباب در حین فرآیند حاصل گردید.در این راستا از یک قالب پالتروژن تخت (همگرا- موازی) با طرفین شیشه ای جهت آشکارسازی استفاده شد. برای حرارت دهی محصول در حین انجام فرآیند از یک منبع مادون قرمز استفاده شد تا فضای کافی جهت تامین حرارت پیوسته در تمامی قالب ممکن گردد. از مواد آشکارساز مانند گرانول و الیاف رنگی جهت آشکارسازی بهتر جریان مذاب نسبت به الیاف استفاده شد. جهت مشاهده بهتر درون قالب و ثبت تصاویر باکیفیت، از دوربین تصویر برداری استفاده گردید.سرعت متوسط ذره در جریان مذاب با حضور الیاف شیشه در جهت طولی 0.43 سانتی متر بر ثانیه و درجهت عرضی 0.54 سانتی متر بر ثانیه اندازه گیری شد. سرعت متوسط طولی مذاب نسبت به سرعت کشنده بیست در صد کمتر محاسبه شد ولی سرعت طولی ذره در انتهای قالب نزدیک به سرعت کشنده شد در حالی که سرعت عرضی در آنجا به صفر رسید. در خصوص حباب های موجود در جریان مذاب درون قالب حدود 17 درصد کاهش حجم تا سه چهارم انتهایی قالب اندازه گیری گردید ضریب نفوذ با استفاده از رابطه دارسی با فرض فشار فرضی 7 بار به مقدار 5´10-8 تخمین زده شد.

در این تحقیق، اثر فرآیند فعال سازی مکانیکی بر استحاله ساختاری در زیر کونیای مونوکلینیک بررسی شد. آزمایش ها نشان داد که استحاله ساختاری مونوکلینیک به تتراگونال در زیر کونیا بسیار کند صورت می گیرد. به طوری که پس از 8 ساعت حرارت دادن در دمای 1250°C هیچگونه تغییر ساختاری در زیر کونیا مشاهده نشد. آزمایش های فعال سازی مکانیکی نشان داد که در پودر زیر کونیای خالص با ساختار مونوکلینیک فقط پس از 4 ساعت آسیا کاری، پیک های شاخص ساختار تتراگونال در الگوی پراش اشعه ایکس به وضوح حاصل و پس از 48 ساعت آسیا کردن، ساختار اولیه پودر (مونوکلینیک) به طور کامل حذف شد. درصد استحاله ساختاری انجام گرفته در هر نمونه و سرعت انجام این استحاله نیز بررسی شد. همچنین حضور ساختار کوبیک در زیر کونیای خالص پس از 150 ساعت آسیا کردن اثبات شد. برای تشخیص ساختار کوبیک از تتراگونال در زیر کونیا از نظر کیفی، پیک های زوایای بالای 60° مد نظر قرار گرفت؛ ولی از نظر کمی با استفاده از روش مورد استفاده در این تحقیق به هیچ عنوان نمی توان درصد هر فاز را به دست آورد. با توجه به مکانیزم عمل آسیای گلوله ای می توان دلیل انجام این استحاله ها را افزایش فشار و دمای موضعی در پودر به واسطه برخوردهای پر انرژی بین گلوله ها و پودر دانست.