فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 39 (زمستان 1395)

نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 39 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/26
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمدحسین بینا، کوروش شیروانی، حمیدرضا سلیمی جزی صفحات 1-12
    در این مقاله خواص برشی و کششی کامپوزیت پایه اپوکسی تقویت شده با ذرات آلومینا بررسی شده است. به این منظور ابتدا نمونه های کامپوزیتی با درصدهای وزنی متفاوت از ذرات آلومینا (10 تا 50 درصد) تولید گردید. سپس جهت ارزیابی خواص برشی و کششی نمونه های کامپوزیتی از آزمون پانچ برشی و برای بررسی پراکندگی و توزیع ذرات آلومینا، فصل مشترک ذرات/ زمینه و سطح مقطع شکست نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیزگر EDS استفاده شد. نتایج آزمون ها نشان داد که افزودن آلومینا تا میزان 30 درصد منجر به توزیع همگن و یکنواخت و استحکام برشی بیشتر کامپوزیت می گردد. اما هنگامی که میزان تقویت کننده بیش از 30 درصد باشد، میزان تجمع ذرات بیشتر شده و به تبع آن استحکام کامپوزیت کاهش می یابد. همچنین تفاوت قابل توجهی بین سطح مقطع شکست اپوکسی خالص و کامپوزیت ها مشاهده شد. برخلاف پلیمر خالص، سطح مقطع شکست کامپوزیت های تقویت شده با آلومینا (تا 30 درصد) ناهموارتر بود، که حکایت از افزایش زبری سطح در اثر انحراف ترک دارد. شکست در کامپوزیت های تقویت شده با درصدهای بالاتر از 30 درصد نیز به علت میزان ترشوندگی کم ذرات آلومینا با رزین اپوکسی در تماس های ذره – ذره اتفاق افتاده است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، اپوکسی، آلومینا، خواص مکانیکی
  • ایمان دانایی، علیرضا حسین زاده، محمدحسین مداحی صفحات 13-24
    درصنایع محلول های اسیدی به طور گسترده برای اسید شویی، جرم گیری، اسیدی کردن چاه های نفت و از بین بردن آلودگی های سطحی به کار می روند. روش حفاظتی مطلوب استفاده از ممانعت کننده های خوردگی سازگار با محیط زیست میباشد. در تحقیق ارائه شده، توانایی بازدارندگی 2- مرکاپتوبنزوتیازول (MBT) و 2- آمینو5- نیتروتیازول (Nitramine) (دو مشتق تیازولی) در برابر خوردگی فولاد AISI 4130 در محیط 1 مولار اسید کلریدریک ارزیابی شد. برای این منظور از روش های پلاریزاسیون تافل (Tafel) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) استفاده شد. مطالعات پلاریزاسیون نشان داد که MBT سرعت دو واکنش کاتدی و آندی و Nitramine سرعت واکنش آندی را از طریق جذب شیمیایی روی سطح و مسدود کردن سایت های فعال خوردگی کاهش می دهند. مدار معادل استخراج شده از داده های آزمایش EIS نشان داد که باافزایش غلظت بازدارنده، مقاومت انتقال بار در فولاد افزایش و ظرفیت خازن های دو لایه کاهش یافت. پارامترهای ترمودینامیکی مانند آنتالپی، آنتروپی و انرژی آزاد جذب محاسبه شد ومیکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای مشاهده ی سطح فولاد در غیاب ودر حضوربازدارنده ها مورد استفاده قرار گرفت.
    کلیدواژگان: خوردگی، بازدارندگی، مشتقات تیازولی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون
  • محمد آقابابایی بنی، محمود پاکشیر صفحات 25-31
    به منظور تعمیرات اساسی در خطوط جمع آوری فاضلابرو، امکان خارج نمودن خطوط فاضلابرو از سیستم و قطع جریان فاضلاب وجود ندارد. درنتیجه مطالعات لازم باید جهت یافتن راهکارهای مناسب به منظور پیشگیری از مسدود شدن و تخریب آن ها صورت پذیرد. یکی از مشکلات متداول در این زمینه، خوردگی تاج لوله های بتنی فاضلابرو به دلیل حضور اسید سولفوریک می باشد. در این تحقیق فرآیند تولید اسید سولفوریک در تاج لوله های بتنی در اثر حضور عوامل میکروبیولوژیکی مورد مطالعه قرار گرفته است و اثر دو پارامتر محیطی (درجه حرارت و غلظت اسید) بر سرعت خوردگی بیولوژیکی تاج لوله های بتنی فاضلابرو بررسی شد. برای این منظور، نمونه های بتنی با استفاده از سیمان تیپ 5 ضدسولفاته و مطابق با استانداردهای ASTM C150 و ASTM C595 ساخته شد و سپس در غلظت های متفاوتی از اسید سولفوریک و در دماهای مختلفی قرار گرفت. نتایج حاصل از تغییرات وزن در دما و غلظت های متفاوت اسید بیانگر افزایش نرخ خوردگی و بررسی میکروسکوپی سطح نمونه و انجام آنالیز XRD نشان دهنده وجود اترینگایت به عنوان محصول خوردگی می باشد.
    کلیدواژگان: خوردگی بیولوژیکی، خوردگی تاج لوله بتنی، فاضلابرو، پارامترهای محیطی
  • خشایار مرشدبهبهانی، پوریا نجفی سیار، محمود پاکشیر صفحات 33-42
    در این پژوهش، رفتار خوردگی بین دانه ای فولاد زنگ نزن دوپلکس SAF 2205 در محلول «2 مولار اسید سولفوریک + 1 مولار اسید کلریدریک» در دمای oC 30 با استفاده از آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، راکتیواسیون پتانسیوکینتیک الکتروشیمیایی دو حلقه ای (DLEPR)، تفرق اشعه ایکس و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، برای نمونه هایی با درجات مختلفی از حساس شدن به مدت 1 و 5 ساعت در دمای oC 725، وجود سه رفتار متفاوت را در پتانسیل های مختلف ناحیه ترانس پسیو نشان داد. نتایج بررسی حاکی از کاهش مقاومت انتقال بار (Rct) و مقاومت پلاریزاسیون (RP) در اثر افزایش زمان حساس شدن می باشد و این نتایج با تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترونی از سطح نمونه های خورده شده همخوانی دارد.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن دوپلکس SAF 2205، خوردگی بین دانه ای، امپدانس الکتروشیمیایی
  • مهدی بدرلو، سیدعلی طیبی فرد، محمد ذاکزی صفحات 43-54
    وجود کاربید تیتانیوم در ترکیب دی سیلیساید مولیبدن باعث افزایش استحکام مکانیکی می شود. در این پژوهش جهت دستیابی به نانوکامپوزیت از مواد اولیه عنصری استفاده شد. روش اجرای این پژوهش بر مبنای سنتز احتراقی با سازوکار فعال سازی شیمیایی(COSHS) برنامه ریزی شده بود. برای فعال سازی پودرهای عنصری Mo، Si، Ti و C از اجاق شیمیایی استفاده شد. ابتدا بر اساس توزین استوکیومتری، پودرهای مواد اولیه شامل پودر فلزی سیلیسیوم، مولیبدن، تیتانیوم و پودر کربن بر اساس 20 درصد وزنی کاربید تیتانیوم تهیه شد. جهت شناسایی ترکیب شیمیایی که با واکنش خود، گرمای لازم جهت واکنش ترکیب اصلی را ایجاد می کند (اجاق شیمیایی)، از ترکیبات مختلف که GΔ بالایی داشتند استفاده شد. پودرها توسط پرس تک محور فشرده و قرصهایی از نمونه های کامپوزیت و اجاق شیمیایی تهیه شدند. سنتز نمونه ها در کوره تیوبی تحت اتمسفر آرگون با شرایط دمایی 700 الی 1100 درجه سانتیگراد انجام پذیرفت. از آنالیز XRD جهت شناسایی فازها و از تصاویر SEM و TEM جهت ارزیابی مورفولوژی استفاده شد. نتایج سنتز نانو کامپوزیت MoSi2-TiCبه روش COSHS نشان داد، دمای °C850 شرایط بهینه و ترکیب (8Al+4Mg+3SiO2+5TiO2) اجاق شیمیایی مناسب می باشد. محاسبه اندازه دانه ها توسط روش ریتولد نشان داد اندازه بلورک کاربید تیتانیوم در شرایط بهینه در حدود 77 نانو متر و اندازه بلورک دی سیلیساید مولیبدن بالای 100 نانو متر می باشد. بررسی تصاویر SEM و TEM نانو ساختار بودن کامپوزیت را به اثبات رساند.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، کاربید تیتانیوم، دی سیلیساید مولیبدن، اجاق شیمیایی، سنتز احتراقی فعال شده شیمیایی (COSHS)
  • امین عبدالله زاده، علی شکوه فر، حمید امیدوار، محمد علی صفرخانیان، محمدرضا نادری صفحات 55-71
    در این پژوهش از فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای انجام اتصال لب به لب آلیاژ منیزیم AZ31 و تولید همزمان نانوکامپوزیت Mg/Sic در محل اتصال استفاده شد. نمونه ها با سه سرعت دورانی 600، 800 و 1000 دور بر دقیقه و چهار سرعت پیشروی 25، 75، 125 و 175 میلیمتر بر دقیقه جوشکاری شدند و خواص مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که توزیع مناسب نانوذرات در محل اتصال، موجب کاهش قابل ملاحظه متوسط اندازه دانه و بهبود خواص مکانیکی اتصال می شود. علت اصلی این تغییرات به حضور نانوذرات کاربید سیلیسیم مربوط می شود که با ایجاد اثر قفل کنندگی مرزدانه ها، کمک به جوانه زنی دانه های تبلور مجدد یافته و تاثیر بر روی شکسته شدن دانه های اولیه، به ریز شدن ساختار کمک می کند.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آلیاژ منیزیم AZ31، نانو ذرات کاربید سیلیسیم، استحکام کششی، سختی
  • محمد علی میثاقی، رضا بختیاری صفحات 73-88
    با توجه به نیاز صنعت به فرایند اتصال مناسب در رابطه با قطعات ساخته شده از فولاد زنگ نزن آستنیتیAISI 321 که در تجهیزات نیروگاهی نظیر توربینها کاربرد دارند، در این پژوهش، اتصال متجانس این فولاد از طریق فرایند اتصال فاز مایع گذرا (TLP) با لایه واسط با نام تجاری MBF-20 مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال در دماهای 1050 ،1100 ، 1150 و 1200 درجه سانتی گراد و به مدت زمان 30 الی 120 دقیقه در یک کوره خلا انجام پذیرفت. نمونه های اتصال داده شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی ریز ساختاری قرار گرفتند. آنالیز عنصری ترکیبات مشاهده شده در اتصالات نیز با استفاده از سیستم EDS میکروسکپ SEM صورت گرفت. آنالیز فازی با استفاده از روش XRD صورت گرفت. جهت بررسی نحوه توزیع عناصر در عرض اتصال، آنالیز خطی و جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال، نمونه های اتصال یافته تحت آزمونهای استحکام برشی و ریز سختی سنجی قرار گرفتند. حداقل زمان لازم برای تکمیل انجماد همدما در دماهای 1100،1050 و 1150 درجه سانتی گراد به ترتیب 75، 45 و30 دقیقه بدست آمد. در حالت انجماد همدمای ناقص، در مرکز اتصال و مناطق متاثر از نفوذ، ترکیبات Ni-B،Ni-Si،Cr-B،Fe-B مشاهده گردید. با افزایش دما و زمان اتصال، ساختار اتصال همگن تر، سختی کمتر و استحکام برشی اتصال بیشتر بدست آمد. در دمای1150 درجه سانتیگراد و 60 دقیقه و همچنین 1050 درجه سانتیگراد و 120 دقیقه، بیشترین استحکام برشی به ترتیب معادل 95 و 94 در صد استحکام برشی فلز پایه حاصل گردید.
    کلیدواژگان: فراینداتصالTLP، فولاد AISI 321، لایه واسط MBF، 20، خواص مکانیکی، بررسی ریزساختاری
  • یاسر ذاکری نیا، رضا بازرگان لاری صفحات 89-99
    پوشش الکترولس نیکل – بور معمولا به دلیل مقاومت به سایش و خوردگی خوبی که دارد مورد توجه است. الکترولس نیکل – بور از طریق احیا شیمیایی کنترل شده یون نیکل روی سطح کاتالیتیک ایجاد می گردد و تا وقتی که سطح با محلول در تماس است واکنش ادامه می یابد. در این پژوهش پوشش نانو کامپوزیتیNi-B-ZrO2 با افزودن 4 گرم بر لیتر نانو ذرات ZrO2 در محلول الکترولس نیکل – بور بر روی نمونه هایی از جنس فولاد CK45 ایجاد گردید ؛ سپس نمونه ها ی پوشش داده شده تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمای 400 قرار گرفتند. مورفولوژی و ترکیب شیمیایی پوشش با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به EDX مورد بررسی قرار گرفت. رفتار خوردگی الکتروشیمیایی پوشش ها در محلول 3.5 درصد وزنی NaCl نشان داد که با اضافه کردن نانو ذرات ZrO2 مقاومت به خوردگی پوشش ها بهبود می یابد. طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که پوشش ها پس از عملیات حرارتی اثر حفاظتی نداشته و زیرلایه به شدت در معرض خوردگی قرار می گیرد. رفتار سایشی پوشش ها بوسیله آزمون پین بر روی دیسک در دمای محیط و سختی آنها بوسیله دستگاه ریزسختی سنجی ویکرز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد اضافه کردن نانو ذرات زیرکونیا باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش پوشش می گردد. پوشش نمونه های کامپوزیتی نیکل – بور – زیرکونیا بدون عملیات حرارتی بهترین نتیجه همزمان برای سه پارامتر سختی بالا، مقاومت به سایش خوب و مقاومت به خوردگی عالی را داشت.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، ZrO2، الکترولس، نیکل، بور، پوشش
  • صدیقه عباسی، فرید نوری وطن صفحات 101-108
    هدف این تحقیق، سنتز و مشخصه یابی نانومیله های مس و نقره و همچنین بررسی تغییرات میزان هدایت حرارتی نانوسیال های حاوی نانومیله های سنتز شده و آب می باشد. بدین منظور از AgNO3 و CuCl2 به عنوان پیش ساز نانومیله های نقره و مس استفاده گردید. فاز کریستالی نانومیله-های سنتز شده با استفاده از طیف XRD مورد آنالیز قرار گرفت. ارزیابی میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) جهت بررسی مورفولوژی نانومیله های سنتز شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از طیف XRD نشان داد که نانومیله های نقره ومس دارای ساختار کریستالی مکعبی می باشند. با توجه به نتایج حاصل از تصاویر TEM مشاهده شد که روش هیدروترمال سبب سنتز نقره و مس با مورفولوژی میله ای شکل می شود. نتایج حاصل از بررسی میزان هدایت حرارتی نانوسیال ها نشان داد که با افزایش دما در محدوده 20 تا °C60 و غلظت از 0.25 تا 0.5 درصد وزنی، میزان هدایت حرارتی نیز افزایش می یابد. نتایج حاصل از میزان هدایت حرارتی نشان داد کمترین و بیشترین میزان هدایت حرارتی نانوسیال حاوی نانومیله های نقره به ترتیب برابر W/m.K 0.56 و W/m.K 2.93 و در نانوسیال حاوی نانومیله های مس به ترتیب برابر W/m.K 033 و W/m.K 2.74 می باشد. همچنین نتایج حاصل نشان داد که میزان هدایت حرارتی نانوسیال حاوی نانومیله های نقره بیشتر از میزان هدایت حرارتی نانوسیال مس می باشد.
    کلیدواژگان: نانومیله های نقره، نانومیله های مس، هدایت حرارتی
  • امیرحسین طاهری، آرش فتاح الحسینی صفحات 109-117
    در این تحقیق، تاثیر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار خوردگی مس خالص در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم بررسی شد. برای این منظور مس خالص با سرعت چرخش 355 دور بر دقیقه و سرعت های پیشروی 20، 28 و 40 میلی متر بر دقیقه جوشکاری شد. ریزساختار مس خالص و مس خالص جوشکاری شده به وسیله پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین رفتار خوردگی نمونه ها در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم با استفاده از آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی باعث کاهش اندازه دانه مس خالص و بهبود مقاومت به خوردگی ناحیه اغتشاش می شود.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، مس خالص، رفتار خوردگی، ریزساختار
  • مصطفی طهری، مجتبی اسماعیلیان، بهروز شهریاری صفحات 119-128
    در این پژوهش به منظور افزایش خواص سطحی و مقاومت به سایش فولادگرمکار DIN-2344/1 پوشش های استلایت 6 و NiCrBSi به روش پاشش حرارتی HVOF و پوشش استلایت 6 به روش رویه سختی با استفاده از روش جوشکاری GTAW بر روی این فولاد لایه نشانی شدند. برای ارزیابی ریزساختاری، خواص مکانیکی و مقاومت سایشی پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نوری، آزمون سایش دمای بالای پین بر روی دیسک، سختی سنج و ریزسختی سنج ویکرز استفاده شد. نتایج نشان داد که بطور کلی پوشش های پاشش حرارتی نسبت به پوشش های رویه سختی، سختی و مقاومت به سایش بالاتری دارند. از طرف دیگر پوشش های رویه سختی چقرمگی شکست بالاتری را نسبت به پوشش های پاشش حرارتی دارا هستند. نتایج آزمون سایش دمای بالا نشان داد که پوشش NiCrBSi نسبت به پوشش استلابت 6 مقاومت به سایش بالاتری دارد که این امر به مقدار زیاد ترکیبات بورایدی و سیلیکاتی موجود در این پوشش نسبت داده شده است. از طرف دیگر نتایج نشان داد که پوشش های استلایت 6، به دلیل تشکیل پوسته اکسیدی غنی از کروم ضریب اصطکاک پایینی را از خود نشان داده است.
    کلیدواژگان: سایش دمای بالا، پاشش حرارتی، فولاد گرمکار، استلایت 6، NiCrBSi
  • حمیدرضا ابراهیمی، علیرضا امینی صفحات 129-138
    در این مطالعه، به ساخت و مطالعه حساسیت پذیری نانو حساسه فریت روی-منیزیم با فرمول عمومی Mg0.5Zn0.5Fe2O4 پرداخته شده است.روش به کار رفته برای ساخت نانو حساسه روش همرسوبی می باشد که برای این ترکیب روش جدیدی است.برای بررسی ساختار این نانو حساسه، از آزمایشاتی نظیر ، پراش پرتو ایکس1 که هم تک فاز بودن ترکیب و هم نانو بودن آن را نشان میدهد،وآزمایش میکروسکوپ الکترونی عبوری که اندازه نانو ذرات را مشخص کرده و همین طور یکنواختی آنها را نمایش می دهد و مغناطیس سنج گرادیان جریان متناوب3 که خاصیت مغناطیسی این نانو فریت را نشان می دهد ، استفاده شده است. برای تست حساسیت پذیری این نانو حساسه از یک دستگاه آزمایشگاهی با قابلیت کنترل دما و رطوبت با حجم 5 لیتر بهره بردیم که مجهز به یک گرم کن حساسه با کنترل دما بوده و حساسه روی آن قرار می گیرد و یک محفظه برای تزریق گونه های مورد آزمایش،و یک برد الکترونیکی رابط که اطلاعات نانوحساسه را به سیستم رایانه انتقال و توسط نرم افزار لب ویو4 مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. در مورد این نانو حساسه که با اتانل، متانل، کلروفرم، استونیتریل، آمونیاک، استن موردآزمایش قرار گرفت،حساسیت پذیری مربوط به متانل واستونیتریل نسبت به بقیه بهتر است و دمای مناسب برای پاسخ این نانو حساسه که از 100 درجه سانتیگراد تا 350 درجه تست شد، دمای 300 درجه سانتیگراد می باشد.
    کلیدواژگان: نانو فریت منیزیم، روی، پراش پرتو ایکس، حساسیت پذیری، استونیتریل
|
  • Pages 1-12
    In this paper, the shear and tensile properties of alumina reinforced epoxy composite have been studied. For this purpose, the composite samples were first produced with different weight percentages of alumina particles (10 to 50 percent). Then, the shear punching test was used for the evaluation of the shear and tensile properties of composite samples; the dispersion and distribution of alumina particles, interface of particles/ matrix, and the fracture surface of the samples were examined by the scanning electron microscope (SEM) equipped with EDS analyzer. The results of the tests showed that by the addition of alumina up to 30 percent resulted in homogenous and uniform distribution as well as more shear strength of composites. But, when the rate of the reinforcer exceeds 30 percent, the rate of the aggregation of the particles increases and consequently the composite strength is reduced. Also, a significant difference was observed between the fracture surface of pure epoxy and that of composites. Unlike pure polymers, the fracture surface of the composites reinforced with alumina (up to 30 percent) was more uneven, denoting an increase in the surface roughness due to the crack path deflection. Fracture in the reinforced composites with a percentage higher than 30 percent has again taken place due to the rate of low wetting of alumina particles with epoxy resin in particle-particle contacts.
    Keywords: Composite, Epoxy, Alumina, Mechanical properties
  • Alireza Hoseizadeh, Mohammad Hossein Maddahy Pages 13-24
    In most industrial processes, acidic solution are commonly used for the pickling, industrial acid cleaning, acid descaling, oil well acidifying, etc. Corrosion prevention systems favor the use of corrosion inhibitors with low or zero environmental impacts. In this work, the inhibition ability of 2-Mercaptobenzothiazole (MBT) and 2-amino-5-nitrothiazole (Nitramine) (two thiazole derivatives) against the corrosion of AISI steel 4130 in 1 M HCl solution were evaluated by polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Polarization studies indicated that MBT retards both the cathodic and anodic reaction and Nitramine retards anodic reaction through chemical adsorption and blocking the active corrosion sites. EIS data was analyzed to equivalent circuit model shows that as the inhibitor concentration increased the charge transfer resistance of steel increased whilst double layer capacitance decreased. Thermodynamic parameters such as activation energy, enthalpy, entropy and free energy of adsorption were calculated and Atomic force microscopy (AFM) was used to study the steel surface with and without inhibitors.
    Keywords: Corrosion, Inhibition, Thiazole derivatives, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), Polarization
  • Pages 25-31
    It`s impossible to overhaul the sewer collection lines, or remove sewer lines from the sewage system. As a result, the necessary studies should be performed to identify appropriate strategies to prevent blockage of the pipes. One of the common problems in the field is crown corrosion due to the presence of sulfuric acid. In this study, the production of sulfuric acid in the presence of microbiological agents in pipes’ crown has been studied and the effect of environmental parameters such as temperature and acid concentration on the rate of the biological crown corrosion were investigated. For this purpose, concrete samples of the type 5 of cement used in accordance with the ASTM C150 and ASTM C595 standards, and then they were exposed to the different temperatures and concentrations of sulfuric acid. The results of the weight loss indicate that the increases in the temperatures and concentrations of acid would be led to higher corrosion rates. Finally, optical microscopic investigations and XRD analysis of the corroded sample showed that the corrosion product is ettringite.
    Keywords: Microbiological Corrosion, Crown Corrosion, Sewer pipe, Environmental Parameters
  • Pages 33-42
    In this study, intergranular corrosion (IGC) behaviour of SAF 2205 duplex stainless steels (DSS) was investigated in the "2M H2SO4 1M HCl" solution at 30 ◦C using potentiodynamic polarization, DLEPR, X-ray diffraction, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic polarization tests. The EIS test results of the specimens, with various degrees of sensitization for 1 h and 5 h at 725 oC, shows three different responses in the trans passive region depending on the applied DC bias. Moreover, the results indicate that the charge transfer and polarization resistance (Rct and RP) of the sensitized DSS specimens decrease as a result of increasing the sensitization time which is in accordance with the optical and SEM micrographs from the corroded samples surfaces.
    Keywords: SAF 2205 Duplex Stainless Steel, Intergranular Corrosion, Electrochemical Impedance Technique
  • Pages 43-54
    Add titanium carbide in the compound molybdenum disilicide to increased mechanical strength. in this research element of the raw materials used to form MoSi2-TiC nanocomposite. the plan in this research procedure was based on combustion synthesis, chemical activation mechanism (COSHS). in this study, activation of elemental powders Mo, Si, Ti and C were used in chemical oven. first, on the basis of stoichiometric silicon powder raw materials including metal powder, molybdenum, titanium and carbon powder were prepared on the basis of 20% by weight of titanium carbide. to identify chemical compounds that react with itself, provides the heat necessary to react original composition (chemical oven), of compounds that have high ΔG was used. powders and tablets are pressed by uniaxial compaction of composite samples were prepared and chemical oven. synthesizing is done in atmospheric argon controlled tubular furnace the temperature between 700 - 1100 °C. to identify phases, xrd analysis and to evaluate morphology, sem and tem images were used. results show that the best process conditions for synthesis MoSi2-TiC nanocomposite with COSHS method were: temperature 850 °C selected as optimum conditions and composition (8Al 4Mg 3SiO2 5TiO2) as suitable chemical oven. the grain size calculation by reitveld method showed the size of titanium carbide crystallite and molybdenum disilicide in optimum condition of approximately was 77 nm and above 100 nm respectively. considering the images of sem and tem proved that a nanostructure composite has been synthesized.
    Keywords: nanocomposite, Titanium Carbide, Molybdenum Disilicide, Chemical Activated Self, Propagation Combustion Synthesis (COSHS)
  • Amin Abdollahzadeh, Ali Shokouhfar Pages 55-71
    In this study, the friction stir welding process was used for simultaneously joining of AZ31 magnesium alloy and production of Mg/Sic nanocomposite in the stir zone. All combinations of three rotational speeds i.e, 600, 800, and 1000 rpm and four traveling speeds i.e, 25, 75, 125 and 175 mm/min were tested and then the mechanical properties were examined. The joint fabricated with rotational speed of 800 rpm and traveling speeds of 75 mm/min, exhibited the highest mechanical properties, So that the yield strength, tensile strength and percent elongation improved by 11%, 39% and 88%, respectively. The results show that the proper distribution of nanoparticles in the stir zone can reduce the average grain size and improve mechanical properties. The main reason for this change is related to pinning effect and increased nucleation sites associated with SiC nano-particles. Moreover, reinforcement particles resulted in breaking of primary grains in stir zone of friction stir welding.
    Keywords: Friction Stir Welding, AZ31 magnesium alloy, SiC nano particle, tensile strength, Hardness
  • Pages 73-88
    According to the industry’s need to an appropriate bonding process for components made of AISI 321 austenitic stainless steel, which is used in power-plant parts such as turbines, transient liquid phase (TLP) bonding of AISI 321 steel using MBF-20 interlayer was studied in this research. TLP bonding was performed in a vacuum furnace at 1050, 1100, 1150 and 1200oC for 30-120 minutes. The microstructural studies were conducted on the joints using an optical microscope and an scanning electron microscope (SEM). Phase analysis of the joints was also performed a SEM/EDS and XRD system. To investigate the distribution of elements across the joints, line scan analysis was used. The shear strength test and the micro hardness measurement test were conducted on the joints, in order to study the joints’ mechanical properties. The minimum time of complete isothermal solidification at 1050, 1100 and 1150oC was obtained as 75, 45 and 30 minutes, respectively. At the incomplete isothermal solidification condition, Fe-B, Cr-B, Ni-Si and Ni-B phases were observed at the joint centerline and diffusion affected zone (DAZ). With increasing bonding temperature and time, more homogenous joint, lower hardness at the different zones of the joints and higher shear strength were obtained. But for the joints made at 1200oC, higher than the critical bonding temperature, the joint shear strength was reduced. For the joints made at 1150oC for 60 minutes and also at 1050oC for 120 minutes, the maximum shear strength was obtained as 95 and 94 percent of that of the base metal, respectively.
    Keywords: TLP bonding, AISI 321 steel, MBF, 20 interlayer, Mechanical properties, Microstructural studies
  • Yaser Zakery Nia, Reza Bazargan Lari Pages 89-99
    Electroless nickel boron coatings usually due to wear and corrosion resistance that is well regarded. Electroless nickel boron through the chemical reduction of nickel ions on the surface of the catalytic caused and controlled until the solution is in contact with the reaction continues. In this study, Ni-B-ZrO2 nano composite coating was made by adding 4 g⁄l of ZrO2 nano particles to nickel – boron electroless solution on samples of CK45 steel; Then the coated samples heat treated for one hour at 400℃. The morphology and chemical compound was examined using SEM equipped by EDX. Electrochemical corrosion behavior of coatings in 3.5 showed by adding ZrO2nano particles the corrosion resistant of coatings improves. Electrochemical impedance spectroscopy showed that the coating after the heat treatment hadnt a protective effect And substrate are vulnerable to corrosion. Abrasion behavior by pin on disk test was measured at ambient temperature and Vickers hardness was measured by a micro hardness testing machine devices. The results showed that adding zirconia nanoparticles to the amount of 4g⁄l increased hardness and wear resistance of the coating. Coating composite samples of nickel - boron – zirconia without heat treatment the best results for the three parameters simultaneously high hardness, abrasion resistance and excellent corrosion resistance was good.
    Keywords: nanocomposite_ZrO2_electroless_Nickel - Boron_coating
  • Pages 101-108
    In this paper, we synthesized the Ag and Cu nanorods and investigated the thermal conductivity behavior of nanofluids containing of them. The samples have been characterized by Xray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). XRD results revealed that the crystalline structure of Ag and Cu nanorods with cubic structure were formed. TEM image showed that the synthesis of Ag and Cu leads to the rod structures. The experimental results of termal conductivity showed that by increasing the temperature in the range of from 20 to 60°C and weight fraction from 0.25 to 0 %wt, thermal conductivity of all nanofluids increased. Meanwhile, it can be observed that the minimum and maximum thermal conductivity of Ag nanofluid were 0.56 W/m.K and 2.93 W/m.K respectively, and in the Cu nanofluid were 0.33 W/m.K and 2.74 W/m.K. The results of thermal conductivity behavior of nanofluids revealed that the thermal conductivity of all nanofluids, increases with temperature and weight fraction. However the influence of temperature is more significant than that of weight fraction.
    Keywords: Ag nanorods, Cu nanorods, Thermal Conductivity
  • Amirhossein Taheri, Arash Fattah, Alhosseini Pages 109-117
    In the present study, the effect of friction stir welding (FSW) on the corrosion behavior of pure copper in 3.5 % wt NaCl solution was investigated. For this purpose, pure copper was welded using a rotation speed of 355 rpm and welding speed of 20, 28, and 40 mm/min. The microstructures of the pure copper and welded pure copper were evaluated using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Also, corrosion behavior of the specimens was investigated using Tafel polarization, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 3.5 % wt NaCl solution. Results revealed that FSW decreased the grain size of pure copper and improved the corrosion resistance of the stir zone.
    Keywords: Friction Stir Welding, Pure copper, Corrosion Behavior, Microstructure
  • Behrooz Shahriari Pages 119-128
    In this study, satellite 6 and NiCrBSi coatings deposited on hot work tool steel DIN-2344/1 by thermal spraying and cladding were investigated. Stellite 6 and NiCrBSi powders were deposited on the substrate by HVOF and Stellate 6 wire were cladded by GTAW. Scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and optical microscopy, pins on disk wear machine, macro and micro hardness meter were used to analyze the coatings. Results showed that the hardness and wear resistance of thermal spray coating were higher than cladding coating. At high temperature, the results of wear test show, that the NiCrBSi coating has the better wear resistance rather than satellite 6 coating. This behavior of NiCrBSi coating attributed to silicate and boride particles in this coating. On the other hand, the thermal spray satellite 6 coating show the very low friction coefficient due to chromium oxide formed on the surface of coatings.
    Keywords: High Temperature Wear, Thermal Spray, Hot Work Steel, Satellite 6, NiCrBSi
  • Pages 129-138
    In this study, synthesis and studying sensitivity of Nano sensor of zinc magnesium ferrite with common formula of Mg0.5Zn0.5Fe2O4 has been considered. Applied method for manufacturing Nano sensor is co-precipitation method that is a novel method for this combination. Nano sensor structure was investigated using such experiments as X-ray diffraction (XRD(, transmission electron microscopy (TEM) and X-ray fluorescence (XRF). Respectively, XRD experiment confirmed the formation of ferrite phase, TEM image showed nanostructure formation of this ferrite and XRF information reconfirmed correct atomic relation of ferrite. Sensitivity of this Nano sensor was tested using a laboratory system equipped with sensor heater with the ability of temperature control on which Nano-sensor was put, a chamber for injecting various solvents and a connector electronic range that transferred Nano-sensor information to computer and it was analyzed by Lab View software. This system could control temperature and wetness and its volume was 5 litters. This Nano sensor was tested using ethanol, methanol, chloroform, acetonitrile, ammonia and acetone and sensitivity of methanol and acetonitrile was better than others. The best response temperature for this Nano sensor (between 100˚C -300˚C) was 300˚C.
    Keywords: Nano Zinc Magnesium Ferrite, X-ray Diffraction, Sensitivity, Acetonitrile