فهرست مطالب
نشریه مهندسی متالورژی و مواد
سال بیست و نهم شماره 2 (بهار و تابستان 1397)
- تاریخ انتشار: 1397/04/15
- تعداد عناوین: 15
-
-
صفحات 1-18برای افزایش کارآیی فولاد ابزار، دو گروه از خواص شامل سختی بالا و چقرمگی بالا اهمیت دارد. سختی با چقرمگی در تقابل است. با استفاده از عملیات زیرصفرعمیق می توان برای افزایش همزمان سختی، استحکام و چقرمگی اقدام نمود. به همین منظور از 12دسته نمونه فولاد ابزار 1. 2542، 9دسته به مدت 24، 36 و 48ساعت در دمای 196-درجه سانتیگراد قرار گرفته و سپس به مدت 1، 2 و 3ساعت در دمای 200درجه سانتیگراد برگشت شده اند و3دسته دیگر به عنوان نمونه استاندارد (شاهد) در نظر گرفته شده اند. در نهایت برای 12دسته نمونه، عملیات زیرصفرعمیق مجددا تکرار شد. نتیجه آنکه برای نمونه ای که 36 ساعت در دمای 196- درجه سانتیگراد و 1 ساعت در دمای 200 درجه سانتیگراد برگشت شده بود (نمونه 361) به طور همزمان سختی 5/8 درصد، استحکام کششی 4/26 درصد، استحکام تسلیم 4/23 درصد و چقرمگی کششی 8/13 درصد نسبت به نمونه استاندارد افزایش یافت.کلیدواژگان: استحکام، چقرمگی کششی، سختی، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری
-
صفحات 19-28در این پژوهش، تاثیر استحاله آستنیت باقیمانده به مارتنزیت بر رفتار سایشی چدن های سفید بررسی شده است. برای این منظور، رفتار سایشی یک نوع چدن سفید آلیاژی با ریزساختار آستنیتی-کاربیدی در مقایسه با چدن سفید معمولی با ریزساختار پرلیتی-کاربیدی مورد بررسی قرار گرفت. تست سایش با استفاده از روش پین روی دیسک در بار گذاری های 80، 100، 120 و140 نیوتن انجام شد. نتایج نشان می دهد که در بارگذاری های کمتر از 100 نیوتن در نمونه های چدن سفید آلیاژی، آستنیت باقیمانده پایدار بوده و در طی آزمون سایش در اثر تنش ها و نیروهای مکانیکی پدیده کار سخت شدن آستنیت باقیمانده اتفاق افتاده است ولی در بارگذاری های بیش از 100 نیوتن آستنیت باقیمانده به مارتنزیت تحول یافته است که باعث افزایش شدیدی در مقاومت به سایش چدن سفید آلیاژی شده است.کلیدواژگان: چدن سفید، کاربید، پرلیت، مارتنزیت، آستنیت باقیمانده، رفتار سایشی
-
صفحات 29-40اثر عملیات حرارتی آلیاژ برنز آلومینیوم نیکل (C95500) روی فعل و انفعالات کاتدی سطح و رفتار خوردگی آن در محلول 3. 5% NaCl با استفاده از تست های الکتروشیمیایی مطالعه شده است. آلیاژ در سیکل های عملیات حرارتی متفاوتی به پیشنهاد صنعت شامل کوئینچ، نرماله و پیرسازی عملیات حرارتی شدند. میکروساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ های نوری مورد مطالعه قرار گرفته است. تستهای پلاریزاسیون اثبات می کند که با افزایش زمان غوطه وری و تشکیل لایه محافظ، فعالیت کاتدی که تحت کنترل نفوذ اکسیژن است کاهش می یابد که این عامل به افزایش مقاومت به خوردگی کمک می کند. منحنی های پلاریزاسیون نشان دادند که رفتار پلاریزاسیون آندی برای همه نمونه ها تقریبا یکسان است، این موضوع نشان می دهد که رفتار نمونه های عملیات حرارتی شده تحت کنترل اکتیواسیون است. همچنین رفتار متفاوت پلاریزاسیون کاتدی اثبات می کند که آلیاژ تحت کنترل نفوذ نیز می باشد و همین موضوع نشان دهنده افزایش یا کاهش مقاومت به خوردگی سطح شده است.کلیدواژگان: خوردگی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، آلیاژ برنز آلومینیوم-نیکل، عملیات حرارتی، میکروساختار، محلول 3، 5% NaCl
-
صفحات 41-53در این پژوهش، اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت های پایه آلومینیم، تقویت شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. از پودرهای حاصل از روش همگن سازی در مایع با دو روش تف جوشی پلاسمایی جرقه ای و پرس سرد - تفجوشی در کوره خلا تحت فشار و دما و زمان های مختلف نمونه های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختار، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی بررسی و تحلیل شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های فشار و سختی سنجی (برینل) قرار گرفتند. بررسی نتایج و مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه ی آلومینیم با روش همگن سازی در مایع بهبود چشمگیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است. همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. در این روش اختلاط، با افزودن گرافیت تا درصد بهینه، سختی و استحکام فشاری افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمون فشار، میزان استحکام فشاری به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت حداقل 2/43 درصد افزایش داشت. حتی این استحکام با تغییر برخی پارامترهای تفجوشی مانند، فشار در روش تف جوشی پلاسمایی جرقه ای، به 8/104 درصد افزایش نسبت به سایر روش های همگن سازی این کامپوزیت هم رسید. همچنین، نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت) ، دارای افزایش استحکام فشاری تا 7/138 درصد و افزایش سختی تا 6/69 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.کلیدواژگان: کامپوزیت آلومینیوم-گرافیت، همگن سازی در مایع، تف جوشی پلاسمایی جرقه ای، پرس سرد، استحکام فشاری، سختی
-
صفحات 55-64مقادیر متفاوتی از نیتروژن به فولادهای زنگ نزن آستنیتی بدون نیکل پر منگنز به کمک فروآلیاژ نیتریدی اضافه شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری، خواص مکانیکی توسط سختی سنجی و کشش مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین خواص خوردگی توسط طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون بررسی شد. نتایج نشان داد که فولاد پرنیتروژن و کم نیتروژن به ترتیب دارای ساختار آستنیتی و آستنیت + فریت است. افزایش نیتروژن باعث افزایش استحکام تسلیم و استحکام کشش نهایی و سختی می شود. علاوه بر این، افزایش نیتروژن باعث کاهش چگالی جریان و جابجایی پتانسیل خوردگی به مقادیر مثبت تر می شود.کلیدواژگان: فولادهای زنگ نزن آستنیتی، نیتروژن، خواص مکانیکی، خوردگی
-
صفحات 65-78آلیاژ حافظه دار نایتینول در تهیه ایمپلنت ها و استنت های پزشکی بسیار پرکاربرد است. اکسیداسیون حرارتی و پوشش نیترید تیتانیوم از جمله عملیات اصلاح سطح متداول برای این آلیاژ هستند و در مقابل فرایند اکسیداسیون به کمک واکنشگر فنتون روشی جدید در اصلاح سطح آلیاژهای نایتینول برای کاربردهای پزشکی محسوب می شود. به منظور بررسی تاثیر این فرایند جدید، آزمایشاتی برای مشخصه یابی و مطالعه رفتار خوردگی و زیست سازگاری سطوح اکسیدی در محلول شبیه سازی مایعات بدن طراحی گردید. متغیرهای دما و زمان اکسیداسیون مورد مطالعه قرار گرفتند و در نهایت بر اساس نتایج بدست آمده شرایط بهینه دمایی و زمانی تعیین گردید. بر اساس این نتایج، انجام فرایند اکسیداسیون فنتون در دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت، سطح عاری از ترک ایجاد می کند که زیست سازگاری مطلوب و مقاومت به خوردگی بالایی فراهم می کند و می تواند به بهبود عملکرد آن در محیط بدن کمک کند.کلیدواژگان: آلیاژ حافظه دار نایتینول، اکسیداسیون فنتون، محیط مشابه بدن، رفتار خوردگی، زیست سازگاری
-
صفحات 79-90در این تحقیق پوشش چهار لایه ای زیرکونیا با استفاده از پیش ماده زیرکونیوم پروپوکساید از طریق فرآیند سل-ژل بر روی سطح فولاد کربنی API5L اعمال گردید. برای نمونه های گروه اول، بعد از هر لایه پوشش و برای نمونه های گروه دوم پس از اعمال چهار لایه پوشش فرآیند پخت به مدت یک ساعت در دمای مورد نظر انجام گرفت (350، 450 و 550 درجه سانتیگراد). برای تعیین تحولات فیزیکو شیمیایی و تغییرات فازی ایجاد شده در ضمن عملیات حرارتی بر روی ژل بدست آمده از آنالیز حرارتی افتراقی و تفرق اشعه ایکس کمک گرفته شد. برای اطلاع از عوامل یونی و نوع پیوندهای موجود در ژل از آزمون FTIR و برای مشاهدات ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید. خواص پوشش توسط آزمایشات خوردگی الکتروشیمیایی، میکروسختی و استحکام چسبندگی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای نمونه های گروه اول در دمای 450 درجه سانتیگراد و برای نمونه های گروه دوم در دمای 550 درجه سانتیگراد ریزساختاری همگن تر و مقاومت به خوردگی بالاتری حاصل می شود. برای هر دو گروه از نمونه ها بالاترین میزان میکروسختی و کمترین میزان استحکام چسبندگی در دمای پخت 550 درجه سانتیگراد حاصل می شود.کلیدواژگان: پوشش زیرکونیا، سل ژل، ریزساختار، ترکیب فازی، مقاومت به خوردگی، استحکام چسبندگی
-
صفحات 91-101در مطالعه ی حاضر، با استفاده از روش های پتانسیودینامیک و پتانسیواستاتیک، رفتار خوردگی حفره ای فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 403 در محلول های NaBr و NaI مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهدات نشان داد که یون های هالید اثری دوسویه بر خوردگی حفره ای دارند. یون برماید به دلیل شعاع یونی کوچک تر در مرحله ی جوانه زنی حفرات ناپایدار مخرب تر ظاهر می شود به طوری که فرکانس وقوع حفرات ناپایدار بیش تری دارد. از طرفی یون یداید به دلیل پایین تر بودن اسیدیته ی HI در مرحله ی رشد و گسترش حفرات ناپایدار اثر بیش تری خواهد داشت. اما روی هم رفته یون برماید مخرب تر بوده و پتانسیل حفره دار شدن در محلول حاوی یون برماید پایین تر است.کلیدواژگان: خوردگی حفره ای، یداید، برماید، حفرات ناپایدار، فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
-
صفحات 103-114در این پژوهش پوشش های آلیاژی روی-نیکل از طریق آبکاری الکتریکی در حمام سولفاتی اسیدی رسوب گذاری شدند. تاثیر پارامترهای آبکاری بر ترکیب شیمیایی، مورفولوژی، میکروسختی و راندمان جریان کاتدی بررسی شد. مورفولوژی پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و ترکیب شمیایی آنها توسط طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس نصب شده بر میکروسکوپ الکترونی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج حاصل بیانگر این است که افزایش دمای ترسیب و نسبت Ni2+/Zn2+در حمام آبکاری، همچنین کاهش دانسیته جریان و pH موجب افزایش مقدار نیکل در پوشش، کاهش راندمان جریان کاتدی و افزایش سختی می شود. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد افزایش دما بدلیل ایجاد تنش پسماند در سطح منجر به بوجود آمدن ترک در پوشش می شود. همچنین با افزایش دانسیته جریان ساختار پوشش ها دانه ریز تر می شود و منجر به تشکیل حفره و خلل فرج می گردد و پوشش های حاصله ناهموار تر می شوند. بررسی های انجام گرفته بر pH حمام نشان می دهد تنها پوشش حاصل در 2=pH دارای سطحی متراکم و یکنواخت است. افزایش نسبت Ni2+/Zn2+ در الکترولیت، نیز بدلیل اعوجاج در شبکه اتمی موجب ترد شدن پوشش حاصل می گردد.کلیدواژگان: پوشش های آلیاژی Zn-Ni، ترکیب شیمیایی، مورفولوژی، راندمان جریان کاتدی
-
صفحات 115-125علم بین رشته ای مهندسی بافت، سلول های ناحیه ای از بدن یا سلول های بنیادی در محیط خارج بدن را کشت داده، مجتمع سلولی رشد و تمایزیافته را بر روی بسترهای بیومتریالی نشانده و وارد بدن فرد بیمار می کنند. پلی لاکتیک گلیکولیک اسید و کیتوزان به ترتیب از دسته ی پلیمرهای مصنوعی و طبیعی متداول برای کاربردهای مهندسی بافت هستند. در این پژوهش با استفاده از روش الکتروریسی/الکترواسپری همزمان، داربست مهندسی بافت نانوبیوکامپوزیتی تهیه شد. در این تحقیق الیافی با آرایش تصادفی و هم راستا تهیه شد و مورفولوژی و میانگین اندازه ذرات و میانگین قطر الیاف به روش آنالیز با نرم افزار مورد ارزیابی قرار گرفتکلیدواژگان: الکترواسپری، الکتروریسی، پلی لاکتیک گلیکولیک اسید، داربست، نانوذرات کیتوزان، مهندسی بافت
-
صفحات 127-136در این تحقیق به تاثیر بررسی الیاف کربن بر سینترپذیری و چقرمگی شکست کامپوزیت ZrB2-SiC تهیه شده به روش سینتر با جرقه پلاسما پرداخته شده است. برای این منظور، چهار کامپوزیت با درصد الیاف کربن 10، 20، 30 و 40 به روش جرقه پلاسما سینتر شدند. فرآیند سینتر با جرقه پلاسما در دمای 1800 درجه سانتیگراد، زمان 6 دقیقه تحت فشار 40 مگاپاسکال با نرخ گرم کردن تقریبی 50 درجه بر دقیقه انجام شد. بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. سختی و چقرمگی شکست به ترتیب به روش های ماکرو ویکرز و SENB اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش درص د الیاف کربن، چگالی نسبی نمونه ها کاهش یافته و درصد تخلخل های باز افزایش می یابد. افزایش درصد الیاف کربن در مقادیر بررسی شده در این تحقیق، تاثیر چندانی بر سختی کامپوزیت حاصله ندارد. مشخص شد که افزودن الیاف کربن سبب بهبود چقرمگی شکست کامپوزیت ZrB2-SiC می شود.کلیدواژگان: کامپوزیت ZrB2-SiC، الیاف کربن، سینتر با جرقه پلاسما، چقرمگی شکست
-
صفحات 137-150در این پژوهش، از لایه نشانی الکتروفورتیک برای ایجاد پوشش های نانوکامپوزیتی HA-TiO2 با ترکیب 0، 10 و 20 درصد وزنی تیتانیا بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V استفاده شد. آزمون ریزخراش در حالت نیروی پیشرونده برای بررسی چسبندگی، تریبولوژی و اندازه گیری چقرمگی شکست پوشش ها انجام شد. مقادیر فشار تماسی بحرانی در آزمون ریزخراش برای آغاز ایجاد ترک و جدا شدن لایه رسوبی از سطح با افزودن تیتانیا در ساختار پوشش افزایش یافت. بر اساس تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی بیشترین مقدار چقرمگی شکست در نمونه کامپوزیتی با 20 درصد وزنی تیتانیا حاصل شد. شیارهای حاصل از آزمون ریزخراش، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شدند.کلیدواژگان: ریزخراش، لایه نشانی الکتروفورتیک، هیدروکسی آپاتیت، تیتانیا
-
صفحات 151-166هدف پژوهش، بررسی اثر دمای اولیه شمش، سرعت اکستروژن، نسبت اکستروژن و زاویه قالب روی فرایند اکستروژن لوله فولاد زنگ نزن 304، به ویژه نیروی اکستروژن و رسیدن به پارامترهای بهینه برای انجام فرایند بود. برای شبیهسازی نرم افزار آباکوس استفاده شد. دوازده نمونه باشرایط اولیه مختلف بررسی شد. باتوجه به تقارن محوری فرایند، برای شبیهسازی مدل متقارن محوری دوبعدی استفاده شد. همچنین برای حل فرایند، حل جفت شده مکانیکی-حرارتی استفاده شد. برای رسیدن به درجههای آزادی موردنیاز، از المان CAX4RT استفاده شد. دمای اولیه شدیدترین اثر را روی نیروی اکستروژن دارد. نتایج شبیه سازی با نتایج تحلیل ریاضی انطباق خوبی را نشان داد.کلیدواژگان: اکستروژن لوله، فولاد زنگ نزن AISI 304، شبیه سازی، روش تحلیلی حد بالایی
-
صفحات 167-182در این پژوهش، پودر فریت Mn0. 5Zn0. 5Fe2O4 به روش ساخت احتراقی گلیسین-نیترات، در نسبت های مختلفی از گلیسین به نیترات تهیه شد. ارزیابی های فازی به کمک روش پراش پرتو ایکس نشان داد که فاز فریت منگنز- روی با ساختار بلوری اسپینل به صورت موفقیت آمیزی در تمامی نمونه ها ایجاد شده است. خصوصیات مغناطیسی به کمک مغناطش سنج نمونه مرتعش تعیین شد. مغناطش اشباع در محدوده emu/g 3/63 - 5/59 برای نمونه های تولید شده مشاهده گشت. ویژگی های دی الکتریک و الکترومغناطیس به کمک دستگاه LCR-meter ارزیابی شد. نمونه تولید شده در کمترین نسبت سوخت به نیترات دارای کمترین تلفات مغناطیسی و بیشترین نفوذ پذیری مغناطیسی است. طیف نگاری امپدانس تنها حضور یک نیم دایره را نشان داده که بیانگر اثر غالب مرزدانه در رفتار مواد مورد مطالعه است.کلیدواژگان: فریت منگنز- روی، روش احتراقی گلیسین-نیترات، ثابت دی الکتریک، طیف نگاری امپدانس
-
صفحات 183-191در این تحقیق، تاثیر پارامترهای ترمومکانیکی، تحولات متالورژیکی و بافت کریستالی بر رفتار سیلان گرم یک فولاد میکروآلیاژی مورد استفاده در لوله های انتقال گاز بررسی شده است. بدین منظور، آزمایشهای مختلف فشار گرم در محدوده دمایی850- 950 درجه سانتیگراد و تحت مقادیر مختلف کرنش، نرخ کرنش و زمان نگهداری پس از تغییرشکل، انجام شد. ریزساختار و بافت کریستالی نمونه های تغییرشکل یافته نیز به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و تفرق الکترونهای برگشتی بررسی شد. نتایج نشان داد که دما و میزان کرنش در نرم شدن جزئی یا کامل نمونه ها نقش اساسی داشته و تشکیل رسوبات عناصر میکروآلیاژی در طی آنیل، این مساله را تحت تاثیر قرار می دهد.کلیدواژگان: نرم شدن استاتیکی، آستنیت، فولاد میکروآلیاژی، رهایی تنش
-
Pages 1-18Two groups of tool steel properties, namely high hardness and high toughness, are important for the performance of tool steels. Any increase in hardness occurs at the expense of reduced toughness. Deep cryogenic treatment may be used for increasing toughness, strength and hardness simultaneously. 12 sets of 1.2542 tool steel specimens that 9 of which have been deep cryogenically treated for 24, 36, and 48h at -196 oC and have been tempered for 1, 2, and 3h at 200 oC and then double deep cryogenic treatment has been done. 3 sets were selected as standard specimens (control specimens). The best results, simultaneous improvement of 13.8% in toughness, 8.5% in hardness, 26.4% in tensile strength and 23.4% in yield strength were obtained for the specimen treated at -196 oC for 36 hours and then tempered at 200 oC for 1 hour (specimen 361).Keywords: Hardness, Scanning Electron Microscopy, Strength, Toughness, Transmission Electron Microscopy
-
Pages 19-28In this study, the effect of retained austenite to martensite phase transformation has been studied in conjunction with wear behavior of white cast irons. For this purpose, the wear behavior of an alloyed white cast iron with a carbide-austenite microstructure has been studied in comparison to that of conventional white cast iron with a pearlite-carbide microstructure. The wear tests were conducted by using pin on disk test method with loads of 80, 100, 120 and 140N. The results show that retained austenite is stable and also work hardened during wear test conducted with loads less than 100N in alloyed white cast iron samples, while, the retained austenite transformed to martensite after using loads greater than 100N. The retained austenite to martensite phase transformation has been associated with significant improvement in wear resistance in the alloyed white cast iron.Keywords: white cast iron, carbide, pearlite, martensite, retained austenite, wear behavior
-
Pages 29-40The effect of heat treatment of nickel-aluminum bronze alloy on the interaction of the cathodic surface and its corrosion behavior in 3.5% NaCl solution is studied. The alloy was studied under different industrially recommended heat treatments, including quenching, normalizing and aging heat treatments. The microstructure of the specimens was studied by optical microscopy. Polarization tests proved that with increasing immersion time, and the formation of the protective layer, helps extend the oxygen-diffusion controlled cathodic reactions and also increase corrosion resistance. Polarization curves showed that the anodic polarization behavior is almost the same for all samples, which suggests that activation is controlled by the heat treatment of the samples. The different behavior under the influence of cathodic polarization proves that the alloy also reflects the increase or decrease in the level of corrosion resistance.Keywords: Corrosion, Potentiodynamic Polarisation, Nickel-Aluminum Bronze Alloy, Heat Treatment, Microstructure, 3.5% NaCl Solution
-
Pages 41-53A relatively new method, homogenization in liquid phase, was used to produce aluminum-matrix composite reinforced by graphite particles. The graphite content was chosen from zero to 4.5wt.% in this study. Composite samples were produced using the mixed powder by two ways: spark plasma sintering and cold-press sintering under different pressure, temperature and time conditions. The specimens’ microstructure was investigated by optical microscopy and scanning electron microscopy. To evaluate the mechanical properties of the samples, compression tests and hardness measurements were performed. According to the results, homogenization in liquid phase method caused significant improvements in the distribution of graphite particles in the matrix. Improved mechanical properties were obtained at 3wt.% graphite. According to the results, the compressive strength of Al-2.5wt.% Gr composite, obtained from this mixing process and cold-press sintering, was increased at least 113.8% compared to the pure aluminum. Moreover, SPS process increased the strength of Al-3wt.% Gr composite to about 206.2%, compared to pure aluminum.Keywords: Aluminum-Matrix composite, Graphite, Liquid phase homogenization, SPS, Compressive Strength, hardness
-
Pages 55-64Different amounts of nitrogen were added to nickel-free high manganese austenitic stainless steels with addition of a nitrided ferroalloy. The microstructure was evaluated by optical microscopy and the mechanical properties were determined by macro-hardness and tensile tests. The corrosion behavior was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy and polarization. The results showed that the microstructure of high nitrogen and low nitrogen steels were austenite and ferrite and austenite, respectively. The hardness, yield strength and ultimate tensile strength of the steels increased with increasing nitrogen content. In addition, corrosion current densities decreased and corrosion potentials shifted to more positive values with increasing nitrogen content.Keywords: Austenitic Stainless Steels, Nitrogen, Mechanical properties, Corrosion
-
Pages 65-78Nitinol shame memory alloy is very useful in manufacturing of medical implants and stents. Thermal oxidation and TiN coating are of common Nitinol surface modification processes and in return Fenton's oxidation using Fenton reagent is a new approach in modifying the surface of Nitinol for medical applications. To study the effects of this novel process, experimental tests including oxide surface characterization, investigation of corrosion behavior and biocompatibility of the created oxide surfaces in simulated body fluids were performed. Parameters such as temperature and duration of oxidation process were studied. Based on the results, the optimized conditions considering temperature and process duration were determined. Accordingly, Fenton's oxidation process at 65 oC for 24 hours can create an oxide surface without any cracks which produces desirable biocompatibility and corrosion resistance and helps to improve its in vivo performance.Keywords: Shape Memory Alloy, Fenton's Oxidation, in vitro, corrosion behavior, biocompatibility
-
Pages 79-90In this study four layers of zirconia coating were applied on the surface of API5L steel samples by sol-gel method using zirconium isopropoxide precursor. In the first group of samples, after each layer of coating and for the second group after four-layer coating, heat treatment (calcination and sintering) were carried out at the desired temperatures (350-550 C). X-ray diffraction and differential thermal analysis were used to evaluate the physico-chemical reactions and phase changes in the obtained gels caused by heat treatment. Microstructural features, adhesion strength and corrosion resistance of the coated samples were determined by scanning electron microscope, microhardness, adhesion and electrochemical corrosion testing, respectively. The results showed that by increasing the sintering temperature from 350 to 550 C, the structure evolved from amorphous to crystalline state. For the first group of samples, sintering at 450 C and for second group, sintering at 550 C offered a more homogenous microstructure and improved corrosion resistance.Keywords: Zirconia Coating, Sol-gel, Microstructure, Composition Phase, Properties
-
Pages 91-101In this study, the pitting corrosion behavior of 403 martensitic stainless steel was investigated in NaBr and NaI solutions, by using potentiodynamic and potentiostatic techniques. The observations showed that halide ions have a bilinear effect on the pitting corrosion. The bromide ion due to its smaller ionic radius is more active in the initiation step of metastable pits, so that it increases the frequency of occurrence of metastable pits. On the other hand, the iodide ion has a greater effect on the propagation step, due to the low acidity of HI. Altogether, the bromide ion is more aggressive than iodide and has a lower pitting potential.Keywords: Pitting Corrosion, Iodide, Bromide, Metastable pits, Martensitic stainless steel
-
Pages 103-114Zn–Ni alloy coatings were electrodeposited from acidic sulphate baths. In this study, the effect of plating parameters and bath composition on the cathodic current efficiency, as well as hardness, morphology and chemical composition of the coatings were investigated. The morphology and chemical composition of the coatings were investigated using scanning electron microscopy equipped with EDAX analyzer. Results showed that surface morphology and chemical composition of the films were strongly dependent on the electrodeposition parameters. Ni content and hardness of the coatings were increased and the cathodic current efficiency was decreased by enhancing the bath temperature and Zn (II)/Ni (II) ratios, or reducing the current density and bath pH. Electron microscopy images showed that cracks appeared on the coatings surface with increasing temperature due to the high residual stress. In addition, the structure of the coatings became finer with increasing the current density, resulting in the formation of voids and porosities. Studies on the bath pH revealed that only the coatings which were deposited in baths with pH=2 had a dense and uniform surface. Moreover, increasing the Zn (II)/Ni (II) ratios in the bath caused brittleness of the coatings.Keywords: Zn-Ni Alloy Coating, Chemical Composition, Morphology, Cathodic Current Efficiency, Hydrogen Evolution
-
Pages 115-125Tissue engineering, as an interdisciplinary science, is culturing cell body or stem cells outside the body and depositing grown and differentiated cell complex on substrate biomaterials into a patient's body. PLGA and chitosan are commonly used for tissue engineering applications, respectively as synthetic and natural polymers. In this study, nano-biocomposite scaffold of tissue engineering was prepared by electrospinning/electrospraying method. Nanofibers with random and aligned arrangement were prepared. The average particle size and fiber diameter was measured using Image J analysis software.Keywords: Electrospraying, Electrospinning, PLGA, Scaffold, Chitosan Nanoparticles, Tissue Engineering
-
Pages 127-136In this research, effect of carbon fiber (Cf) and its content on sinter-ability, hardness and fracture toughness of ZrB2-SiC composites which were produced by spark plasma sintering, was studied. For this purpose, four composites with different Cf content (10, 20, 30 and 40 vol%) were sintered by spark plasms at 1800 °C, 40 MPa pressure for 6 minutes by with a heating rate of ~50 °C/min. In order to evaluate the microstructure, scanning electron microscopy, EDS and x-ray diffraction was applied. The hardness and fracture toughness were measured by macro-Vickers and SENB method, respectively. In this research, Cf addition does not have any significant effect on hardness. The results showed by increasing Cf, relative density decreases and open porosity percent increases. Fracture toughness of ZrB2-SiC composites was improved by increasing Cf content.Keywords: ZrB2-SiC composite, Cf, spark plasma sintering (SPS), fracture toughness
-
Pages 137-150In the present study, the HA-TiO2 nanostructured composite coatings with 0, 10 and 20 wt.% TiO2 were fabricated by electrophoretic deposition on Ti-6Al-4V substrate. Micro-scratch tests in progressive load mode, were examined for evaluation of adhesion strength, tribology and fracture toughness of coatings. The critical contact pressures in micro-scratch test for crack initiation and delamination were increased by the addition of TiO2 content in the coating. Moreover, according to the linear elastic fracture mechanics, the maximum fracture toughness of coatings was obtained for HA-20 wt.% TiO2 sample. The scratch grooves were studied by scanning electron microscope.Keywords: Micro-scratch, Electrophoretic Deposition, Hydroxyapatite, Titania
-
Pages 151-166The study purpose was to evaluate the effect of initial billet temperature, extrusion speed, extrusion ratio and angle on the tube extrusion process of AISI304, particularly the extrusion force, and achieve optimal parameters. Abaqus software was used for the simulation purpose. 12 samples were evaluated with different initial conditions. Two-dimensional axisymmetric model was used to simulate the process, due to the axial symmetry of the process. Mechanical-thermal coupled solution was used for process solution. Also, CAX4RT elements were used for achieving all the degrees of freedom. The initial temperature was found to have the strongest effect on the force.Keywords: Tube Extrusion, AISI 304 Stainless steel, Simulation, Upper Bound Method
-
Pages 167-182In this work, Mn0.5Zn0.5Fe2O4 ferrite powders were prepared through glycine-nitrate combustion method at different molar ratios of glycine to nitrate. X-ray diffraction patterns showed that samples crystallized successfully in a spinel-type structure in all reactions. Magnetic properties were measured using a vibrating sample magnetometer. The saturation magnetization values of the as-synthesized samples were found to be in the range of 59.5-63.3 emu/g. Dielectric and electromagnetic properties were examined by a LCR meter. The sample synthesized at the lowest G/N ratio showed the lowest magnetic loss and the highest permeability. The complex impedance analysis illustrated only one semicircle indicating the predominant effect of grain boundary property of the material.Keywords: Mn-Zn ferrite, Nanocrystalline, Glycine–Nitrate combustion process, Dielectric constant, Impedance spectroscopy
-
Pages 183-191In this paper, the influences of metallurgical phenomena and texture in addition to the thermomechanical parameters on the warm flow stress of austenite in a gas line-pipe microalloyed steel have been investigated. Warm compression tests were carried out in the temperature range of 850 to 950˚C under various amounts of strain, strain rates and holding times. The microstructure and texture of the samples were then investigated by scanning electron microscopy and electron back scatter diffraction technique. The results indicated that deformation temperature and strain via strain induce precipitation of microalloying elements during annealing impose the fraction of recrystallization in the material.Keywords: Static Softening, Austenite, Microalloyed Steel, Stress Relaxation
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.