فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 12 (بهار 1389)

نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 12 (بهار 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/04/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • عبدالله حاج علیلو علی سعیدی، مهرداد عباسی صفحه 1
    در این تحقیق کاربید تیتانیم و نانوکامپوزیت TiC-Al2O3با استفاده از روتیل به عنوان یک ماده اولیه ارزان قیمت، آلومینیوم و گرافیت به روش سنتز احتراقی همراه با فعال سازی مکانیکی تولید شد. به منظور مشخصه یابی محصولات از پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEMاستفاده شد. مخلوط اولیه با نسبت استکیومتری به مدت زمان های 8، 10، 20 و 60 ساعت آسیاب کاری شدند. پس از 10 ساعت آسیاب کاری پیک های مربوط به فاز TiC و Al2O3 در نمودار پراش پرتو ایکس مشاهده گردید. با اندازه گیری اندازه دانه های فاز TiCمشخص شد که متوسط اندازه دانه ها در حد 36 نانومتر می باشند. با افزایش زمان آسیاب کاری به 20 ساعت پیک های مربوط به فاز TiC پهن شدند که نشان دهنده ریز شدن کریستال های کاربید تیتانیم تشکیل شده می باشد. نانوکامپوزیت TiC-Al2O3 در نمونه های 20 ساعت آسیاب کاری شده، در دماهای 800 و 1200 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شد و مشاهده شدکه هیچ گونه تغییر فازی در ساختار به وجود نیامده و اندازه دانه ها در مقیاس نانو باقی ماندند.
    کلیدواژگان: کاربید تیتانیم، نانوکامپوزیت TiC، Al2O3، سنتز احتراقی و آلیاژسازی مکانیکی
  • سید رضا علمی حسینی، حسین عربی صفحه 11
    فولادهای ماریجینگ گروهی از فولادها هستند که دارای استحکام و چقرمگی شکست بالایی می باشند. به منظور پایین نگهداشتن عناصر ناخالصی در این فولادها که برای ایجاد استحکام و چقرمگی بالا ضروری می باشد و همچنین به دلیل وجود عناصر آلیاژی فعال در آنها، استفاده از روش های ذوب، تصفیه و ریخته گری پیشرفته نظیر فرآیندهای تحت خلاء همواره در تولید فولادهای ماریجینگ مورد توجه بوده است. در این تحقیق فرآیند ذوب مجدد قوسی تحت خلاء بر روی دو فولاد ماریجینگ حاوی مقادیر 65/0 و 1 درصد وزنی تیتانیم که به روش ذوب القایی تحت خلاء تولید شده بودند، انجام شد. این فرآیند باعث شد علاوه بر کاهش اتم های گازی (تا میزان 14%)، بر میزان داکتیلیته به اندازه 30% و بر مقدار مقاومت به ضربه فولاد در حدود 47% افزوده شود. همچنین با مقایسه دو فولاد 300C حاوی 65/0 و 1 درصد وزنی تیتانیم که به روش ذوب دوگانه (VIM + VAR) تولید شده اند، مشخص شد که افزایش تیتانیم از 65/0 به 1 درصد وزنی باعث افزایش اندکی در مقادیر استحکام و سختی و نیز کاهش ناچیزی در مقادیر انعطاف پذیری و مقاومت به ضربه فولاد می شود.
    کلیدواژگان: ذوب مجدد قوسی تحت خلاء، فولاد ماریجینگ 300C، ذوب القایی تحت خلاء، خواص مکانیکی، آخال، اتم های گازی
  • مهدی محمدی خواه، حامد ثابت، علی شکوه فر، سعید محرابیان، اکبر هادی زاده صفحه 21

    در این تحقیق با استفاده از یک نوع سیم جوش توپودری حاوی مواد فروآلیاژی عملیات روکش کاری سخت توسط فرآیند FCAW با گازهای محافظ مختلف آرگون و نیتروژن بر روی فولاد ساده کربنی انجام گردید. آزمایش آنالیز شیمیایی حکایت از جذب نیتروژن در نمونه جوشکاری شده با گاز نیتروژن دارد. نتایج آزمایش های پراش پرتو(XRD) X، متالوگرافی SEM و آنالیز نقطه ایEDX بیانگر حضور رسوبات کربونیترید تیتانیم(TiCN) در فلز جوش نمونه جوشکاری شده با گاز نیتروژن و همچنین رسوبات کاربید تیتانیم (TiC) در نمونه جوشکاری شده با گاز آرگون در زمینه فریتی می باشند. نتایج سختی سنجی بیانگر بالاتر بودن سختی نمونه جوشکاری شده با گاز نیتروژن در مقایسه با نمونه جوشکاری شده با گاز آرگون می باشد. همچنین آزمون سایش انجام گرفته (ASTM G65) نشان می دهد که نمونه جوشکاری شده با گاز نیتروژن مقاومت به سایش بالاتری نسبت به نمونه جوشکاری شده با گاز آرگون دارد، بررسی SEM سطوح ساییده شده مشخص نمودکه مکانیزم سایش نمونه های جوشکاری شده با گاز محافظ نیتروژن و با گاز محافظ آرگون شخم زنی بوده است ولی خطوط شیار در سطح نمونه جوشکاری شده با گاز نیتروژن از عمق کمتری نسبت به نمونه جوشکاری شده با گاز آرگون برخوردار هستند که این امر مربوط به مقدار و توزیع فازهای TiCN و TiC در نمونه ها می باشد.

    کلیدواژگان: FCAW، ریزساختار، سختی، مقاومت به سایش، TiC، TiCN، فولاد ساده کربنی
  • محمد خدایی، ناصر ورهرام صفحه 33
    در ریخته گری به روش مدل های فومی فدا شونده، مدل و سیستم راهگاهی از فوم قابل تبخیر (عموما پلی استایرن) تهیه شده و پس از پوشش دهی داخل ماسه بدون چسب قرار می گیرد. با ورود مذاب به قالب، مدل تجزیه حرارتی و از قالب خارج شده و مذاب جای آن را می گیرد. در ریخته گری فولادها به این روش به علت دمای بالای مذاب، مدل فومی عمدتا به محصولات گازی تجزیه شده و به صورت گاز از قالب خارج می شود. اعمال فشار برگشتی توسط محصولات گازی تجزیه فوم روی سطح آزاد مذاب باعث تغییراتی در جریان مذاب داخل قالب می شود. اما در ریخته گری آلومینیوم به علت حرارت کمتر مذاب، فوم دچار تجزیه کمتر می شود و عمدتا به فرم مایع از قالب خارج می شود. در این پژوهش از تکنیک فتوگرافی (قالبی با یک وجه شیشه ای) برای بررسی نحوه جریان مذاب و طول فاصله گازی در ریخته گری فولاد و آلومینیوم به روش مدل های فومی فدا شونده استفاده شده است. نتایج فشارسنجی طول فاصله گازی نشان می دهد که با افزایش ضخامت پوشان، دانسیته فوم و ارتفاع لوله راهگاه فشار برگشتی بر سطح آزاد مذاب فولاد افزایش می یابد. مقایسه نتایج فتوگرافی آلومینیوم و فولاد نشان می دهد که در ریخته گری فولاد، شدت واکنش ها در طول فاصله گازی و حجم محصولات گازی نسبت به ریخته گری آلومینیوم بسیار بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: ریخته گری فومی، روش فتوگرافی، طول فاصله گازی، فشار برگشتی بر مذاب
  • لیلا شریفی، تورج عبادزاده، سید حسین میرحسینی صفحه 41

    در این تحقیق نانوپودر آلومینا به روش سل- ژل سنتز شد. سل بوهمیت از هیدرولیز نیترات آلومینیوم در 8pH = و دمای 80 درجه سانتی گراد تهیه و سل به دست آمده به دو قسمت تقسیم شد. قسمتی از آن پس از حرارت دهی در دمای 100 درجه سانتی گراد به ژل تبدیل و ژل خشک شده در دمای 1100 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت در کوره تحت عملیات حرارتی قرار گرفت و پودر آلفا آلومینا با سطح ویژه m2/g 12، متوسط اندازه nm450 و اندازه بلورک nm35 سنتز شد. قسمت دیگر سل پس از حرارت دهی و تشکیل ژل در مایکروویو حرارت داده شد که پس از 20 دقیقه عملیات حرارتی آلفا آلومینا با سطح ویژه m2/g 35 و اندازه بلورک nm 25 به دست آمد.

    کلیدواژگان: سل، ژل، مایکروویو، نانوآلومینا
  • ابوالفضل امیرکاویی، علی سعیدی صفحه 47
    در این تحقیق سنتز احتراقی و مکانوشیمیایی کاربید کروم 2C3Cr با استفاده از پودرهای اکسید کروم، آلومینیوم و کربن انجام گردید. مشخصه یابی محصولات تشکیل شده با استفاده از دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) صورت پذیرفت. بررسی ها در مورد سنتز احتراقی نشان داد که بدون فعال سازی مکانیکی، تنها واکنش آلومینوترمی احیای اکسید کروم انجام می گردد و محصول نهایی کروم و آلومینا می باشد. در شرایطی که پودرهای اولیه به مدت دو ساعت فعال سازی مکانیکی (آسیاب کاری) شوند، واکنش ها کامل شده و کاربید کروم (2C3Cr) تولید می شود. نتایج سنتز مکانوشیمیایی نشان داد که حین سنتز، واکنش آلومینوترمی به صورت تدریجی انجام می شود به طوریکه پس از 5 ساعت آسیاب کاری به دلیل احیای اکسید کروم توسط آلومینیوم و انحلال کربن در شبکه کروم فلزی، پیک های ضعیفی مربوط به کاربید کروم مشاهده گردید. نتایج فازیابی نشان داد که محصول کاربید کروم 2C3Cr پس از حدود 7 ساعت آسیاب کاری تشکیل می گردد. آلومینا که محصول جانبی این واکنش می باشد به صورت آمورف تشکیل شد که پس از زینترکردن پودر در دمای 1100 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت به صورت کریستالی در نمودار پراش اشعه ایکس ظاهر گردید.
    کلیدواژگان: سنتز احتراقی، سنتز مکانوشیمیایی، کاربید کروم، آلومینوترمی
  • محسن حاجی، مسعود علیزاده، محمدحسن امین، طاهره طالبی صفحه 57
    در تحقیق حاضر، ابتدا کامپوزیت آلومینا- اسپینل به صورت درجا1 به روش ریخته گری ژلی با استفاده از دو ماده اولیه مختلف، استات منیزیم (محلول در آب) و هیدروکسید منیزیم (نامحلول در آب) به همراه آلومینا سنتز و شکل داده شد و سپس خواص هر کدام به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش مقدار رسوب پراکنده ساز مصرفی برای پایدارسازی سیستم حاوی استات منیزیم را بیشتر از هیدروکسید منیزیم نشان می دهد. همچنین استحکام نمونه های حاوی هیدروکسید منیزیم بالاتر از قطعات شامل استات منیزیم به دست آمد. اثر زمان زینتر بر تشکیل فاز اسپینل به کمک پراش اشعه ایکس بررسی گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز گویای تخلخل های بیشتر در سیستم حاوی استات منیزیم می باشد.
    کلیدواژگان: ریخته گری ژلی، کامپوزیت، آلومینا، اسپینل، سوسپانسیون، هیدروکسید منیزیم، استات منیزیم
  • محمد علی سلطانی، کامران امینی، علی نقیان، کرامت رفیعی صفحه 67

    فولاد API 5CT T95 محدوده وسیعی از کاربرد را در صنایع نفت دارد. ساخت تجهیزاتی که قبلا در شرکت های فولادسازی خارجی انجام می گرفت، اخیرا در شرکت های فولادسازی داخل کشور شروع شده است و با توجه به کاربرد بسیار حساس و بحرانی این فولاد، مطالعه و تحقیق در زمینه موضوع مورد بحث از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. این فولاد پس از ذوب، شمش ریزی و شکل دهی جهت حصول خواص مکانیکی عالی تحت عملیات حرارتی سخت کاری و بازپخت قرار می-گیرد. رسم نمودار بازپخت فولاد مذکور (تاثیر دمای بازپخت بر سختی، استحکام کششی، استحکام تسلیم، درصد ازدیاد طول نسبی ودرصد کاهش سطح مقطع نسبی) که در منابع مختلف موجود نیست، هدف این تحقیق است. بدین منظور تعدادی نمونه کشش از جنس فولاد فوق الذکر تهیه گردید. تمام نمونه ها در دمای 890 درجه سانتی گراد آستنیته و پس از کوئنچ در آب، هر نمونه در یک دمای ثابت (شامل 570، 600، 620، 635، 650، 660، 670، 680 و 700 درجه سانتی گراد) بازپخت شد. آنگاه نمونه های مذکور تحت تست کشش قرار گرفتند و سختی آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج منجر به رسم نمودار تمپر فولاد که راهنمای اصلی عملیات حرارتی است، گردید.

    کلیدواژگان: فولادAPI 5CT T95، خواص مکانیکی، دمای بازپخت
  • راهنمای نگارش
    صفحه 73
|
  • Abdolah Hajalilo, Ali Saeedi, Mehrdad Abbasi Page 1
    In this research, titanium carbide and TiC-Al2O3nanocomposite was produced by MASHS method from rutile as a inexpensive material, Aluminum and graphite. Phase analysis of the products was carried out using XRD and microstructure of the product was also studied by SEM. Primary mixture was milled in a planetary ball mill at 8h, 10h, 20h and 60h milling time. The XRD analyses showed that after10h, peaks corresponding to TiC and Al2O3 phase appeared on XRD patterns. The crystallite sizes of TiC and Al2O3 were determined by Williamson-Hall method.. Whit increasing the milling time to 20h peaks corresponding to TiC broadened slightly and diminished in intensity, which are the results of the fineness of the crystallites. The crystallites size was on the scale of nanometer. For samples 20h milled, TiC-Al2O3nanocomposite was heat treated at 8000C and 1200 0C.
  • Seyedreza Elmihoseini, Hossein Arabi Page 11
    Maraging Steels are a group of steels having high strength and toughness. Presence of inclusions in these steels are harmful for their strength and toughness. Also, there are some active elements within these steels. Therefore, application of advanced melting, refining and casting processes such as vacuum processes are used greatly in production of maraging steels. In this research two C300 maraging steel with 0.65 and 1 wt% Ti were casted firstly in VIM furnace. Then samples subjected to VAR process in order to study the effects of this process on mechanical proerties, inclusions content and gas atoms within the steel. The results show that during VAR process of the bars casted in VIM furnace, the total N and O gases reduced up to 14%, ductility and resistane to impact increased up to 30% and 47% respectively. Comparison of these two steels that produced by VIM+VAR showed that titanium increasing from 0.65 to 1 wt% causes marginal increasing in strength and hardness and marginal decreasing in ductility and resistance to impact of steel.
  • Mehdi Mohammadikhah, Hamed Sabet, Ali Shokouhfar, Saeed Mehrabian, Akbar Hadizadeh Page 21

    In this research, metal cored wire including ferroalloy materials was used and cladded by FCAW process with different shielding gases (as nitrogen and argon) on steel substrate. The chemical analysis examination showed that the nitrogen absorbed in sample that was fabricated with nitrogen gas shielding. Consequence of XRD pattern indicated that the Carbonitride phase (TiCN) precipitations appeared in weld metal (nitrogen gas) and titanium carbides (TiC) precipitate in (argon gas) samples. SEM examination results, revealed that the fine particles of TiCN and TiC precipitations sited in ferrite microstructure and the mapping of elements explained the homogeneously precipitates of elements and phases in microstructure. Also, the hardness value sample that fabricated with argon gas was lower than the sample that fabricated with nitrogen gas. The wear test (ASTM G65) result indicated that sample was being consist of TiCN had higher abrasive wear resistance than the other (TiC).

  • Mohammad Khodae, Naser Varharam Page 33
    In lost foam casting, pattern and gating system prepared form gasifiable pattern (mainly polystyrene) and coated pattern embedded in unbounded sand. Pattern thermal degraded and under go out from the mold while the molten metal enter the mold. In steel lost foam casting, molten metal has high temperature then foam pattern decompose mainly to the gaseous products and escape from the mold. Back pressure of the decomposed products changes the flow pattern in the mold. In aluminum lost foam casting less heat reaches to the foam pattern and less decomposition occurred and decomposed products mainly in liquid form escape the mold. In this research flow pattern and gas gap length in aluminum and steel lost foam casting investigated using photography technique. Pressure measurement results indicate that back pressure increased with coating thickness, foam density and spure height increscent. Comparison between photography results of aluminum and steel indicate that with increasing metal temperature from aluminum to steel temperature, reaction intensity and the gaseous products volume increased.
  • Abolfazl Amirkavoe, Ali Saeedi Page 47
    In this investigation, combustion synthesis and the mechanochemical synthesis of chromium carbide (Cr3C2) were studied using chromium oxide, aluminium and carbon powders. XRD technique was used to characterize the product. Without any mechanical activation, ignition of the raw mixture only resulted in aluminothermic reduction of chromites. When the raw powders were mechanically activated for 2 hours, combustion reactions were completed and Cr3C2 was produced. Results of the mechanochemical process indicated that the aluminothermic reduction of chromites proceed with time and is almost completed after 5 hours. Further milling results in dissolution of carbon in chromium and after 7 hours of milling, distinguished peaks for Cr3C2 appeared in XRD results. No peaks for alumina, a by product of the process, were observed in the XRD pattern which means this phase is amorphous. This was confirmed by annealing of the sample at 1100?C for 1 hr which resulted in a sharp peak for alumina in addition to chromium carbide.
  • Mohsen Haji, Masoud Alizadeh, Mohammad Hassan Amin Page 57
    In the present work, in situ production of Alumina-Spinel composite by gelcasting method is investigated. For this purpose, two different raw materials, magnesium hydroxide and magnesium acetate, were used and their properties were studied separately. The results of the sedimentation test show that the amount of dispersant agent in the suspension containing magnesium acetate was smaller than the suspension containing magnesium hydroxide. Also, the segments produced by magnesium hydroxide had higher mechanical properties than the ones produced by magnesium acetate. The effect of sintering time on the spinel phase constitution is examined by XRD. Finally, the existence of further porosities in the segments containing magnesium acetate was proven by SEM.