به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « aluminium » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «aluminium» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • غلامرضا غفاری، مینا صفا، فرزاد سلیمانی، غلامرضا خلج*
    مقدمه

    در این پژوهش، ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیم 6061 با نانو ذرات تقویت کننده گرافن تولید شده با روش اصطکاک اغتشاشی (FSP) بررسی شد. سرعت چرخش ابزار از 112 الی 280 دور بر دقیقه، سرعت حرکت ابزار در بازه 5/31 الی 20 میلی متر بر دقیقه و شیب ابزار مخروطی در 2، 5/2 و 3 درجه تنظیم گردید.

    روش

    مشخصه یابی با آزمایش های کشش، میکروسختی، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) همراه با طیف سنجی انرژی اشعه ایکس (EDS) و میکروسکوپ نوری (OM) صورت گرفت.

    یافته ها

    با افزایش نسبت سرعت چرخش به سرعت حرکت ابزار (پیشروی بر دور) از 07/0 تا 28/0 و افزایش زاویه ابزار از 2 تا 3 درجه، استحکام کششی از 338 تا 396 مگاپاسکال، استحکام تسلیم از 319 تا 383 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 9/10 تا 3/12 درصد افزایش داشته است. همچنین میکرو سختی در ناحیه فرآیند شده از 273 تا 400 ویکرز افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    در نهایت نمونه با زاویه نوک ابزار 3 درجه، سرعت چرخش ابزار 112 دور بر دقیقه و سرعت حرکت ابزار 5/31 میلیمتر بر دقیقه به عنوان حالت بهینه خواص استحکام و انعطاف پذیری انتخاب شد.

    کلید واژگان: آلومینیم, نانوکامپوزیت, فرایند اصطکاکی اغتشاشی, گرافن, خواص مکانیکی}
    Gholamreza Ghafari, Mina Safa, Farzad Soleymani, Gholamreza Khalaj *
    Introduction

    In this research, the structure and mechanical properties of aluminum 6061 composite with graphene reinforcing nanoparticles produced by friction stir method (FSP) were investigated. The rotation speed of the tool was set from 112 to 280 rpm, the speed of the tool movement in the range of 31.5 to 20 mm/min and the slope of the conical tool was set at 2, 2.5 and 3 degrees.

    Methods

    Characterization was done by tensile tests, microhardness, field emission scanning electron microscope (FESEM) along with X-ray energy spectroscopy (EDS) and optical microscope (OM). The results show that in the presence of graphene as a reinforcement, the mechanical properties are improved.

    Findings

    By increasing the ratio of rotation speed to tool movement speed (advance per revolution) from 0.07 to 0.28 and increasing the tool angle from 2 to 3 degrees, tensile strength enhanced from 338 to 396 MPa, yield strength from 319 to 383 MPa and the elongation increase has increased from 10.9 to 12.3 percent. Also, the micro-hardness in the nugget area increased from 273 to 400 Vickers.

    Keywords: Aluminium, Nanocomposite, friction stir process, Graphene, mechanical properties}
  • Mehrabi H. A, Usher P

    The aim of this investigation was to audit and assess the energy consumption and energy efficiency of casting process in an aluminum sand casting foundry. Energy measurements took place by meter readings, on daily and weekly basis and by half hourly electricity readings provided by the supplier. At the same time all foundry operations were monitored closely to follow variables with the help and explanation of operators and the managers. The yield was also measured by dividing the final weight of castings with the input weight of the material. Data analysis took place through calculating and comparing the energy consumption of the foundry on a daily and weekly basis. Observations and calculations suggest that for this foundry energy efficiency can be increased and cost of production may reduce by adjusting daily production to a minimum of 300 kg of finished product per day. This study also shows further energy saving is possible by management control and personnel awareness, changing the foundry layout and speeding the casting operation to avoid delays, insulating furnace walls and covering the top when the furnace is not in use and keeping furnace temperatures as low as possible during melting and holding and avoiding unnecessary holding overnight and at weekends. The yield within the foundry varied from 40% to 55%. Casting operation can improve to higher yield of about 55% if simulation used more often to its full capacity with potential material and further energy saving.

    Keywords: Aluminium, Sand Casting, Foundry, energy, Cost}
  • مسعود سلطانی، شیرین اسماعیلی، ریحانه علیرمضانی، محمدعلی کریمی، علی شفیعی*، سعید اخوان
    آندایزینگ با توجه به افزایش قابل توجه عملکرد سطحی آلومینیم و آلیاژهای آن یک روش مناسب در حوزه مهندسی سطح برای این فلز می باشد. اما برای کاربرد هر چه بیشتر این روش، پر کردن تخلخل این پوشش یک گزینه بسیار کارامد می باشد. از طرفی با توجه به ساختار منحصر بفرد لایه اکسیدی حاصل از آندایز می توان از این لایه به منظور رشد انواع نانو سیم ها نیز استفاده کرد. در این پژوهش با انجام آندایزینگ آلومینیم 1070 در محلول اسید اگزالیک - اسید سولفوریک و کاهش ولتاژ نهایی آندایز به منظور کاهش ضخامت لایه سدی پوشش اکسیدی، به بررسی میکروساختار پوشش به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (FESEM) پرداخته شد. سپس با استفاده از روش رسوب الکتروشیمیایی، نانوسیم های نقره درون لایه اکسیدی رشد داده شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد که لایه اکسیدی دارای ساختار غیر کریستالی بود و نقره های رشد داده شده خلوص بسیار بالایی داشتند. ت مقاومت سایشی پوشش ها با استفاده از آزمون پین بر دیسک بررسی شد. مشخص شد که رشد نقره درون پوشش منجر به افزایش 55 درصدی مقاومت سایشی پوشش می شود. بررسی تصاویر سطوح سایش به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان داد دلیل این افزایش، خاصیت روانکاری نقره و کاهش ضریب اصطکاک پوشش در حضور این پرکننده ها بوده است. اثیر حضور این نانوسیم ها بر مقاومت به خوردگی آلومینیم آندایز شده، به کمک آزمون های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون تافل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از بهبود رفتار خوردگی زیرلایه در حضور نانوسیم های نقره بود.
    کلید واژگان: آلومینیم, آندایزینگ, خوردگی, نقره, سایش}
    Masoud Soltani, Shirinli Esmaei, Reihane Aliramezani, Mohammadali Karimi, Ali Shafyei *, Saeed Akhavan
    anodizing due to the significant increase in the surface performance of aluminum and its alloys is an appropriate method in the field of surface engineering. But for the application of this method as much as possible, filling the porosity of this coating is a very effective selection. On the other hand, due to the unique structure of the oxide layer, this layer can also be used to grow a variety of nanowires. In this study, 1070 aluminum anodizing was performed in oxalic acid-sulfuric acid solution. Microstructure of the coating was studied by means of field emmision scanning electron microscopy (FESEM) images. Subsequently, silver nanowires were grown in the oxid layer by electrochemical deposition method. The result of X-ray diffraction(XRD) test showed that the oxide layer has a non-crystalline structure and silver nanowires has a very high purity. . The growth of silver in the oxid coating resulted in a 55% increase in the wear resistance. The scanning electron microscopy (SEM) images of the wear surfaces showed that this increase is related to silver lubrication nature that have reduced the coefficient of friction of the coating in the presence of these fillers. The effect of these nanowires on the corrosion resistance of anodized aluminum was studied by using electrochemical impedance and TOEFL polarization tests
    Keywords: Aluminium, Anodizong, corrosion, Silver, Wear}
  • مسعود سلطانی *، علی شفیعی، سعید اخوان، محمد نورمحمدی
    آندایز سخت به عنوان یکی از روش های بهبود خواص سطحی روی آلومینیم همیشه موردتوجه بوده است، اما مشکل اساسی این روش، کنترل دقیق دما و دستیابی به ساختار لایه اکسید آلومینیم آندی در کف حفرات می باشد. در این پژوهش با طراحی راکتور آندایز، کنترل دقیق شرایط پوشش دهی و استفاده از یک آندایز نرم (ولتاژ40ولت) قبل از آندایز سخت (ولتاژ130ولت) به مطالعه چگونگی تغییرات چگالی جریان در حین پوشش دهی آلیاژ آلومینیم 1100 در محلول اسیدگزالیک پرداخته شد. به کمک نمودارهای چگالی جریان-زمان و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی نشر میدانی افزایش چگالی جریان و انتقال از آندایز نرم به سخت که همراه با بیشتر شدن فاصله حفرات بود، مشاهده شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس حاکی از تشکیل پوششی با ساختار آلومینای آمورف می باشد. همچنین آنالیز طیف نگار تفکیک انرژی نشان داد که پوشش فقط حاوی اکسیژن و آلومینیم به دلیل تشکیل آلومینا می باشد. نتایج آزمون پلاریزاسیون بیانگر بهبود قابل توجه مقاومت به خوردگی آلیاژ با اعمال لایه اکسیدی آلومینیم بود. انجام آندایز در سه دمای صفر، 10 و 17درجه سانتی گراد نشان داد بیشتر شدن دما منجر به افزایش بار عبوری و ضخامت لایه اکسیدی می گردد، اما روی فاصله بین حفره ای، قطر حفره ای، ضخامت لایه سدی و چگالی حفرات تاثیر محسوسی ندارد که این حاکی از مستقل بودن این پارامترها از جریان بود. این در حالی است که به دلیل شدت خورندگی بیشتر محلول، بازه تغییرات این پارامترها افزایش می یابد. تخلخل پوشش نیز از 6/15 به 3/17 درصد افزایش یافت. همچنین با مقایسه آندایز آلومینیم خالص و آلیاژ1100 مشخص شد که حضور عناصر آلیاژی منجر به کاهش میزان نظم پوشش خواهد شد.
    کلید واژگان: آندایز سخت, آلومینیم, لایه سدی, دما, خوردگی}
    Masoud Soltani*, Ali Shafyei, Saeed Akhavan

    Hard anodizing, as one of the methods to improve surface properties, has always been considered for aluminum.But the difficulty of controlling the temperature and the formation of an anodic aluminum oxide layer at the bottom of the pores are two important problems in this method. In this investigation, by designing an anodizing reactor, precise control of the coating conditions and the use of a mild anodizing (at 40 volts) prior to hard anodizing (at 130 volts), current density changes during the coating of 1100 aluminum alloy in an oxalic acid solution were studied. The current density-time curves and field emission scanning electron microscopy (FESEM) images showed an increase of current density and a transition from mild to hard anodizing, which was accompanied by an increase in interpore distance. The x-ray diffraction (XRD) results indicate a coating with an amorphous alumina structure. Energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis also showed that the coating only contains oxygen and aluminum due to the formation of alumina. The results of the polarization test indicated a significant improvement in the alloy corrosion resistancewith the application of aluminum oxide layer. Anodizing at three temperatures of zero, 10 and 17 ℃ showed that increasing the temperature would increase the charge density and thickness of the oxide layer, but there was no significant effect on the interpore distance, pore diameter, the thickness of the barrier layer and the pore density, indicating that these parameters are independent of current density. However, due to more corrosive intensity of solution, the range of changes in these parameters increases. The porosity of the coating also increasesfrom 15.6% to 17.3%. By comparing the anodizing of pure aluminum and 1100 aluminum alloy , it was found that the presence of alloying elements would lead to a reduction in the coating arrangement
    Keywords: Hard anodizing, Aluminium, Barrier layer, temperature, Corrosion.}
  • قدرتاللهرودینی *، مرتضی خسروی، محسن خمری
    کامپوزیت های زمینه فلزی الومنیوم - الومینا با خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب از مواد مدرن مهندسی هستنند. این کامپوزیت ها بطور وسیع در بسیاری از صنایع (هوا-فضا ، اتو مبیل ، الکترونیک و غیره) استفاده می شوند. در این پژوهش پیش فرم گرانول آلومینا با اندازه ها مختلف (μm100-20) تولید و در دماهای °C 1300 و°C 1400 و به مدت زمان دو ساعت سینتر شدند. سپس انها در دمای °C 700 و به مدت یک ساعت پیش گرم شدند. سپس پیش فرم های گرانول الومینا بوسیله مذاب الومنیوم با فشار MPa 3 با روش ریخته گری تحت فشار فلزخورانی شدند. . بعد از ساخت کامپوزیت ها خواص ساختاری انها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج حاصل از بررسی ریز ساختاری نشان دادکه در دما ی بالای سینترینگ مقدار حفرات کم و درات الومینا به خوبی به همدیگر متصل شده اند. همچنین خواص مکانیکی استحکام فشاری ، استحکام ضربه و میکروسختی نیز در کامپوزیت ها بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دمای سینترینگ گرانول آلومینا، باعث افزایش استحکام فشاری و سختی کامپوزیت می شود ولی مقاومت به ضربه کاهش می یابد.
    کلید واژگان: گرانول آلومینا, آلومینیوم, کامپوزیت, سینترینگ}
    Ghodratollah Roudini *, Morteza Khosravi, Mohsen Khamari
    Aluminum-ceramic metal matrix composite is a class of modern engineering materials with interesting physical and mechanical properties. These composites are used widely in many industrial (aerospace, automobile, electronic ,…). In present study, alumina granules preforms with different size (20-100 µm) were made and sintered at 1300°C and 1400°C for 2 h. Then the preforms were preheated at 700°C for 1h. Finally, molten Al was infiltrated into the preforms under load of 3 MPa by squeeze casting method. After composites making their microstructures were studied by SEM and optical microscope.The microstructure results showed that composite with higher sintering temperature has low porosities and well connected granules. Also, compressive strength, impact resistance and hardness of the composites were investigated. The results showed that sintering temperature improved compressive strength and hardness of the composites, but impact strength decreased. The strength and brittleness of the composites is higher for the composites with high sintering temperature
    Keywords: Alumina granule, Aluminium, Composite, Sintering}
  • سعید فراهانی*
    در این تحقیق تاثیر هم زمان افزودن درصدهای مختلف بیسموت و سرعت سرد شدن بر بازدهی آلیاژ ‏ریختگی  ‏Al-8Si-0.3Mg‎‏ پس از انجام عملیات حرارتی ‏T6‎‏ مورد ارزیابی قرار گرفت. سرعت سرد شدن با ‏استفاده از آنالیز منحنی سرد شدن و مشتق دوم آن محاسبه شد. یک مدل پله ای با ضخامت های مختلف به منظور ‏به دست آوردن چهار سرعت سرد شدن متفاوت (55/0 تا 6 درجه سانتی گراد بر ثانیه) طراحی شد. ریز‎ساختار ‏نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی(‏SEM‏) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ‏نمونه هایی که توسط بیسموت بهسازی شده و در سرعت های بالاتری سرد شده اند زمان کمتری برای آنیل انحلالی ‏و کروی شدن سیلیسیم یوتکتیک نیاز دارند. همچنین نتایج آزمایش‎ ‎کشش بر روی نمونه های عملیات حرارتی ‏شده نشان داد که بیشترین استحکام تسلیم (142/2مگا پاسگال)، استحکام کششی‎ ‎نهایی (235مگا پاسگال) و ‏ازدیاد طول قبل از شکست (6/1 %) در نمونه حاوی‎ ‎‏0/5% بیسموت که در بالاترین سرعت سرد شده است (6 ‏درجه سانتی گراد بر ثانیه)‏‎ ‎به دست آمد. سطح شکست نمونه های آرام سرد شده عموما حاوی مناطق کلیواژ و بیانگر ‏حالت شکست ترد و در نتیجه، کم بودن انعطاف پذیری بود. در حالی که سطح شکست نمونه های سرد شده در ‏سرعت های بالاتر شامل دیمپل و حالت شکست نرم بود. کانتور اندیس کیفیت که برای پیش بینی کیفیت قطعات ‏عملیات حرارتی شده حاوی درصدهای متفاوت بیسموت و با سرعت های مختلف سرد شدن مورد استفاده ‏قرار گرفت، نشان داد که بالاترین اندیس (352/8 مگاپاسکال) برای نمونه حاوی 0/5% بیسموت و سرد شده در ‏سرعت 6 درجه سانتی گراد بر ثانیه به دست آمد.‏‎ ‎
    کلید واژگان: آلومینیم, بهسازی, بیسموت, عملیات حرارتی, خواص مکانیکی}
    Saeed Farahany *
    In this paper, synergy effect of various bismuth contents and cooling rates on performance of ‎Al-8Si-0.3Mg cast alloy after applying T6 heat treatment was evaluated. Cooling rate was ‎measured based on analyzing cooling curve and its second derivative curve. A step mould with ‎different casting thicknesses was designed to obtain four different cooling rates (0.55 to 6 ‎‎°C/s). Microstructures of sample were evaluated by optical microscopy and scanning electron ‎microscopy (SEM). Results showed that sample modified with Bi and solidified at higher ‎cooling rate required less time for annealing and spherodising of eutectic silicon. Moreover, ‎tensile test results indicated that the highest yield strength (142.2 MPa), ultimate tensile ‎strength (235 MPa) and elongation percentage (6.1%) obtained for the sample containing 0.5 ‎wt% Bi and solidified at the highest cooling rate (6 °C/s). Fracture surface of samples cooled at ‎low cooling rate comprised of cleavage indicating brittle fracture mode resulted in low ‎ductility. Likewise, fracture surface of samples solidified at highest cooling rate exhibits ‎dimples and ductile fracture mode. The counter graph of quality index used to predict the ‎quality of heat-treated samples with different levels of Bi and solidified at various cooling rates ‎showed that the highest index (352.8 MPa) obtained for specimen containing 0.5wt% Bi ‎solidified at 6 °C/s cooling rate.‎
    Keywords: Aluminium, Modification, Bismuth, Heat treatment, Mechanical properties}
  • علی سهیلی مقدم، حمیدرضا محمدیان سمنانی، غلامرضا ابراهیمی*
    ویژگی های منحصر به فردی نظیر مدول الاستیسیته و ضریب انبساط حرارتی بالا به همراه سهولت تولید و نیز وزن کم موجب شده تا کامپوزیت های زمینه آلومینیمی مقاوم شده با ذرات سرامیکی در دهه های اخیر مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق، کامپوزیت Al2024/SiC به ازای مقادیر 1، 2 و 3 درصد مقاوم ساز به روش نورد تجمعی تولید شد. فرآیند تولید به گونه ای بود که نمونه ها در سیکل ابتدایی 60 درصد کاهش سطح مقطع و در سیکل های بعدی (3 سیکل) 50 درصد کاهش سطح مقطع را تجربه کردند. خواص مکانیکی نمونه ها شامل سختی سنجی و آزمایش خزش مطالعه شد. آزمون خزش تحت شرایط محدوده حرارتی C°350-250 و تنش MPa40 - 30 انجام شد. نتایج نشان داد کامپوزیت Al2024+1%SiC دارای سختی بالاتری است به طوری که می توان چسبندگی مطلوب ورق های آلومینیم به یکدیگر به علت حضور کسر حجمی پایینی از ذرات SiC را عامل آن دانست. افزون بر این، نتایج آزمون خزش حاکی از آن بود که عمر خزشی این کامپوزیت فراتر از سایر کامپوزیت های تولیدی است. شایان ذکر است که عمر خزشی کلیه کامپوزیت های تولیدی به طور قابل ملاحظه ای کم تر از نمونه خام اولیه (Al2024-T3) اندازه گیری شد.
    کلید واژگان: آلومینیم, کامپوزیت, تقویت کننده, نورد تجمعی, خزش}
    A. Soheili Moghaddam, H.R. Mohammadian Semnani, Gh Ebrahimi *
    Excellent features including high elastic modulus and thermal expansion coefficient associated with low weight and the ability to manufacture with conventional techniques were developed Aluminium composites reinforced with cremic particles at recent decades. In this work, Al2024/SiC composites with different SiC percentages (1,2,3%) were produced by Accumulative Roll Bonding (ARB) process. In order to produce composite samples 60% reduction rolling were applied to the samples firstly and then rolled strips cutted out into two parts and again subjected to 50% reduction for 3 passes. Mechanical properties of samples were investigated. Creep tests were done at temperature and stress range about 250-350°C and 30-40 MPa respectively. According to the results, Al2024%SiC composite had higher hardness degree than the other composites because of appropriate adhesion of raw strips together due to lower volume of SiC powder in this composite and acceptable consistency of particles into the matrix. Moreover, creep life of this sample was higher than the other. It is obvious that the creep life of All composites produced were several times less than the Al2024-T3 original raw sample.
    Keywords: Aluminium, Composite, Reinforcement, Accumulative Roll Bonding, Creep}
  • سعید فراهانی *

    در این تحقیق با استفاده از آنالیز حرارتی منحنی سرد شدن و نیز کوئنچ منقطع، تاثیر متقابل بیسموت و استرنسیم بر روی مشخصه های تخلخل در آلیاژ مرسوم مورد استفاده در صنعت (Al-7Si-0.4Mg) مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس منحنی سرد شدن بدست آمده و رسم منحنی های مشتق اول و مشتق دوم آن، فرآیند انجماد آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. با محاسبه منحنی کسر جامد، دماهای متناظر با تشکیل 20، 45 و 80 درصد کسر جامد برای آلیاژهای حاوی نسبت های مختلف Sr/Bi یعنی 1/0، 34/0 و 46/0 به طور دقیق تعیین شد. سپس آلیاژها در مقادیر یکسان کسرجامد به سرعت در دماهای مشخص شده کوئنچ شدند. مشخصه های تخلخل شامل اندازه، مساحت و چگالی با استفاده از میکروسکوپ نوری مجهز به نرم افزار آنالیزگر تصویر مورد اندازه گیری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اندازه، مساحت و چگالی تخلخل ها متاثر از نسبت Sr/Bi و درصد کسر جامد است. با افزایش نسبت Sr/Bi از 1/0 به 46/0، مساحت و اندازه تخلخل ها به ترتیب به میزان 75 و 141 درصد افزایش یافت. کسر جامد بحرانی جوانه زنی تخلخل ها و کسر جامد بحرانی رشد تخلخل ها در حضور هم زمان بیسموت و استرنسیم در آلیاژهای فوق به ترتیب 70 و 80 درصد تعیین شد.

    کلید واژگان: آلومینیم, آنالیز حرارتی, تخلخل, بیسموت, استرنسیم}
    Saeed Farahany *

    In this research, cooling curve thermal analysis and interrupted quenching technique were employed to examine interactive effect of Sr-Bi on porosity characteristics of the Al-7Si-0.4Mg alloy commonly used in industry. Based on obtained cooling curve profile and plotting the first and second derivative curves, solidification process of the alloy was studied. Solid fraction curves were calculated and corresponding exact temperatures for precipitation of 20, 45 and 80% solid for alloys with different Sr/Bi ratios, namely 0.1, 0.34 and 0.46 were determined. Subsequently, alloys were quenched rapidly at determined temperatures in the same solid fraction. Porosity characteristics consist of size, area and density were measured using an optical microscope equipped with image analyzer software. Results show that the size, area and density of porosity were affected by Sr/Bi ratio and solid fraction percentage. Area percentage and size of porosity increased by 75% and 141% respectively with increase of Sr/Bi ratio from 0.1 to 0.46. Critical solid fraction for the nucleation and growth of porosity in the alloys were determined at 70% and 80%respectively while Sr and Bi co-existed.

    Keywords: Aluminium, Thermal analysis, Porosity, Bismuth, Strontium}
  • ائلناز حمیدی، حسن ثقفیان لاریجانی *

    تاثیر نانو ذرات آلومینا با اندازه متوسط 40 نانومتر بر ریزساختار و رفتار سایشی نانو کامپوزیت با زمینه ی آلیاژ A356 آلومینیم تهیه شده به روش ریخته گری هم زدنی، مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات آلومینا با مقادیر 1، 5/1 و 2 درصد وزنی به همراه گاز خنثی به داخل مذاب آلیاژ زمینه که به طور مکانیکی هم زده می شد، اضافه گردید. برای بهبود ترشوندگی نانوذرات، منیزیم خالص به مقدار یک درصد وزنی به مذاب افزوده شد. ریزساختار نانوکامپوزیت تهیه شده توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان داد که نانو ذرات از توزیع نسبتا یکنواختی برخوردارند. اندازه گیری درصد تخلخل نمونه های نانوکامپوزیتی با استفاده از روش ارشمیدس نشان داد که با افزایش درصد وزنی نانو ذرات، درصد تخلخل نیز از 3/1 به 2/3 درصد افزایش پیدا کرد. نشان داده شد که با افزایش درصد وزنی نانو ذرات، مقدار تخلخل افزایش یافت. به منظور بررسی رفتار سایشی، نمونه ی حاوی 1 درصد وزنی نانو ذرات آلومینا که دارای کمترین میزان تخلخل و یکنواخت ترین توزیع نانو ذرات بود، انتخاب شد. بر اساس نتایج آزمون سایش، نانو کامپوزیت مورد آزمایش از مقاومت سایشی بالاتری در مقایسه با آلیاژ زمینه برخوردار بوده است. مطالعه سطوح تحت سایش و نواحی زیر آن نشان داد که مکانیزم غالب در این فرآیند سایش، سایش چسبان به همراه تشکیل لایه ی مختلط مکانیکی است که در مورد نمونه ی نانو کامپوزیتی، به دلیل مقاوم سازی ناشی از حضور نانو ذرات، این مکانیزم با نرخ کمتری صورت گرفته است.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, سایش, آلومینیوم, آلومینا, ریخته گری}
    Elnaz Hamidi, Hassan Saghafian Larijani *

    The effect of alumina nanoparticles contents with the average size of 40 nm on the microstructure and wear behavior of A356/Al2O3 nanocomposite produced through stir casting was studied. The alumina nanoparticles with the amounts of 1, 1.5 and 2 weight percent, were incorporated into the molten matrix alloy being mechanically stirred, along with blowing an inert gas. To improve the nanoparticles wettability, 1wt% Mg was added to the molten matrix alloy. The microstructure of the nanocomposite was studied by using optical and scanning electron microscopes. The microstructural observations showed that the alumina nanoparticles have been evenly distributed within the matrix. The percent of porosity measured by the Archimedes method is increased with increasing the nanoparticles weight percent from 1.3% to 3.2 %. It was shown that, the increased percent of porosity can be attributed to the increase in the particles agglomeration with increasing particles weight percent. To study the wear behavior of the materials, nanocomposite containing 1wt% alumina, having the lowest porosity percent and even distribution of nanoparticles, was selected. The wear test showed that the addition of nanoparticles to the matrix alloy gave rise to enhance its wear resistance. Study of the worn surfaces and sub surfaces showed that the dominant wear mechanism for the materials used in the current work is probably an adhesive wear followed by the formation of a mechanically mixed layer (MML). However, this mechanism occurred with the less wear rate for the nanocomposite as a result of the presence of reinforcing particles.

    Keywords: Nanocomposite, Wear, Aluminium, Alumina, Casting}
  • آرمان صدقی*، محمدحسین شاعری، لیلا شهردمی
    هدف پژوهش حاضر بررسی خواص مکانیکی و ریزساختار نانوکامپوزیت هیبریدی آلومینیم تقویت شده با نانولوله کربن (CNT) و ویسکر کاربید سیلیسیم (SiCW) تولید شده به وسیله فرآیند پرس گرم می باشد. جهت تولید نانوکامپوزیت از درصدهای مختلفی از مقاوم سازهای نانولوله کربن و ویسکر کاربید سیلیسیم (5- 0 درصد وزنی) با نسبت مساوی استفاده شد. برای توزیع تقویت کننده ها، پودر آلومینیم و تقویت کننده ها در آسیای گلوله ای ‏ماهواره ای با سرعت ‏rpm‏120 به مدت یک ساعت آسیا و سپس نمونه ها تحت فشار ‏MPa‏500 و ‏دمای ‏C‏° 550 در زمان پرس گرم 45 دقیقه تولید شدند. به منظور بررسی اثر درصد تقویت کننده ها، سختی، چگالی، استحکام تسلیم و استحکام فشاری نمونه ها اندازه گیری شد. ‏ریزساختار نمونه ها نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل ‏میدانی (‏FESEM‏) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که در درصدهای پایین مقاوم ساز، با افزایش مقدار مقاوم ساز خواص مکانیکی افزایش می یابد ولی در مقادیر بالای مقاوم ساز (بیش از 1 درصد) با افزایش میزان مقاوم ساز به دلیل پدیده آگلومره شدن نانولوله کربن و عدم توزیع مناسب ویسکر کاربید سیلیسیم خواص ‏مکانیکی افت می کند.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, آلومینیم, نانولوله کربن, ویسکر کاربید سیلیسیم, پرس گرم}
    Arman Sedghi *
    The aim of current research was to examine the microstructure and mechanical properties of Aluminium matrix hybrid nano-composite reinforced with carbon nanotube (CNT) and silicon carbide whisker (SiCW) prepared by hot pressing. Hybrid nano-composites were fabricated with different amount of CNT and SiCW (0-5 weight percent) in equal proportion. In order to distribute the reinforcements, Al powder and the reinforcements were mixed in a planetary ball mill with a speed of 120 rpm for one hour, and then compressed samples were produced under the pressure of 500 MPa at 550ºC for 45 minutes. Followed by composite fabrication, Vickers microhardness and compressive strength test were performed and microstructural observations were undertaken using field emission scanning electron microscopy (FESEM). The results showed that by increasing the amount of reinforcements up to 1 percent, mechanical properties of nano-composites increase; while, by increasing the amount of reinforcements from 1 to 5 percent, mechanical properties of nano-composites decrease due to the agglomeration of CNTs and non-uniform dispersion of SiCW.
    Keywords: Nano, composite, Aluminium, Carbon nano, tube, Silicon carbide whisker, Hot, press}
  • N. Radhika*, R. Raghu
    Functionally graded aluminium/zirconia metal matrix composite was fabricated using stir casting technique followed by horizontal centrifugal casting process and a hollow cylindrical functionally graded composite (150 x 150 x 16 mm) was obtained with centrifuging speed of 1200 rpm. The microstructural evaluation and hardness test was carried out on the outer and inner surface of the functionally graded composite at a distance of 1 and 13 mm from the outer periphery. In Response Surface Methodology, Central Composite Design was applied for designing the experiments and sliding wear test was conducted as per the design using a pin-on-disc tribometer for varying ranges of load, velocity and sliding distance. The model was constructed and its adequacy was checked with confirmation experiments and Analysis of Variance. The microstructural examination and hardness test revealed that the outer surface of FGM had higher hardness due to the presence of particle rich region and the inner surface had lesser hardness since it was a particle depleted region. The wear results showed that wear rate increased upon increase of load and decreased with increase in both velocity and sliding distance. Scanning Electron Microscopy analysis was done on the worn specimens to observe the wear mechanism. It was noted that wear transitioned from mild to severe on increase of load and the outer surface of FGM was found to have greater wear resistance at all conditions.
    Keywords: Aluminium, Functionally graded composite, Zirconia, Response surface methodology, Scanning electron microscope}
  • مرتضی احمدی نجف آبادی، مجتبی صدیقی، منوچهر صالحی، حسین حسینی تودشکی
    اتصال چسبی یک روش جایگزین برای روش های سنتی مانند جوش کاری و پرچ کاری می باشد که دارای حیطه کاربردی وسیعی در صنایع الکترونیکی، خودرو و هوایی می باشد. طراحی این نوع اتصالات با قابلیت اطمینان مطلوب، نیازمند حصول دانش کامل از مقاومت اتصال در مقابل خرابی می باشد. در این مطالعه، به پایش شروع خرابی در فصل مشترک لایه از پیش آغشته کامپوزیتی شیشه/اپوکسی و آلومینیوم 3T 2024 با استفاده از آکوستیک امیشن پرداخته شده و در ادامه به آنالیز خرابی با استفاده از مدل سازی المان محدود با نرم افزار آباکوس پرداخته می شود. از مدل ناحیه چسبنده، برای مدل سازی رشد جدایش استفاده شده است. جهت تکرارپذیری بهتر نتایج نمونه های ساخته شده، از لایه از پیش آغشته کامپوزیتی استفاده شده و سطوح آلومینیوم جهت اتصال مطلوب آلومینیوم و کامپوزیت در حمام اسید کرومیک، آنودایز شده است. پایش لحظه شروع خرابی با استفاده از روش منحنی نیرو- جابجایی، روش پردازش سیگنال های آکوستیک امیشن و روش استفاده از تابع سنتری صورت گرفته است. با مشخص شدن لحظه شروع خرابی، نیرو بحرانی و به تبع آن چقرمگی شکست، محاسبه شده و مدل سازی بر اساس مقادیر چقرمگی شکست بدست آمده، صورت پذیرفته است. مقایسه نتایج مدل سازی نشان می دهد، نمودار نیرو - جابجایی بدست آمده با استفاده از روش تابع سنتری، مطابقت بهتری با نتایج تجربی دارد. در این پژوهش نشان داده شده است که با استفاده از روش آکوستیک امیشن پایش شروع خرابی در اتصالات آلومینیوم/کامپوزیت به صورت آنلاین و دقت بالاتری، نسبت به روش های دیگر امکان پذیر می باشد.
    کلید واژگان: اتصال آلومینیوم کامپوزیت, آکوستیک امیشن, مدل ناحیه چسبنده}
    Morteza Ahmadi Najabadi, Mojtaba Sedighi, Manouchehr Salehi*, Hossin Hossini Toudeshky
    Adhesive bonding is an alternative to traditional joining systems like riveting and welding which has been used extensively in electronic, automotive, and aerospace industries. Design of such reliable bonding, requires knowledge achievement of bonding fracture resistant. In this study interface failure initiation of Al-2221 and glass/epoxy prepreg has been investigated by using acoustic emission (AE) technique. Furthermore, failure analysis simulation is done by commercial FEA software ABAQUS. Simulation was implemented by cohesive zone model (CZM) by using cohesive surface technic. Prepreg was used to reduce variation in specimen production and in order to improve adhesion between Al-2221 and composite layers. Pretreatment by a chromic acid anodizing agent was performed on the surface of aluminium. Failure initiation was identified by monitoring of force-displacement curve, online processed AE signals and using sentry function analyzing method. Critical load and fracture toughness was then calculated to be used as simulation input. Simulation result indicates that force-displacement curve obtained by sentry function method is in better agreement with the experimental result. According to present study AE online monitoring method can detect aluminium/ composite bonding failure more accurately than the other methods.
    Keywords: Aluminium, composite bonding, Acoustic emission, cohesive zone model}
  • بررسی تاثیر افزودن ذرات زیرکن بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیم- زیرکن به روش ریخته گری گردابی
    حسین تیری، علی اصغر نجف زاده خویی
    کامپوزیت آلومینیم - زیرکن به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت سایشی بالا دارای کاربردهای وسیعی در صنایع نظامی، هوا فضا و غیره می باشد. یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده ی خواص مکانیکی در کامپوزیت های ذره ای، توزیع و پخش ذرات در زمینه است. ریخته گری گردابی یکی از روش های ساده و ارزان جهت تولید چنین کامپوزیت هایی می باشد.در این مقاله، کامپوزیت هایی با درصدهای حجمی متفاوت 5/1، 2، 5/2، 5 /3 و 5% از زیرکن در دو دمای750 و 850 درجه سانتیگراد ریخته گری شدند. تاثیر متغیرهای کسر حجمی ذرات تقویت کننده و دمای ریخته گری بر ریزساختار و خواص مکانیکی این کامپوزیت ها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که خواص مکانیکی همچون استحکام کششی و سختی به میزان مطلوبی نسبت به نمونه آلیاژ زمینه افزایش یافته اند. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها نیز حضور فاز زیرکن را تایید می نماید. همچنین، مطالعات میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که توزیع یکواخت ذرات زیرکن در داخل زمینه فلزی نمونه های کامپوزیتی حاصل شده است.
    کلید واژگان: آلومینیم, زیرکن, ریخته گری گردابی, کامپوزیت}
    Investigation of the Effect of Zircon particles on Microstructures and Mechanical Properties of Aluminum-Zircon Composite by Stir Casting Method
    Hossein Tiri, Ali Asghar Najafzadeh Khoee
    Al-ZrSiO4 composite possesses extensive applications in military، aerospace industries etc because of high mechanical properties and high wear resistance. One of the effective factors on the mechanical properties of the particulate composites is the distribution of the particles in the matrix. Stir casting is one of the proper techniques to produce such composites. In this paper، composites with various volume percents، 1. 5، 2، 2. 5، 3. 5 and 5 vol% zircon particles، have been produced at 750 and 850. The effect of reinforced particle volume percentage and casting temperature parameters on the microstructure and mechanical properties of these composites has been studied. Results show that the mechanical properties (UTS، Hardness) have been properly improved compared to that of monolithic matrix alloy. X-ray diffraction patterns of the samples exhibit the presence of zircon phase in the matrix. In addition، SEM images show that zircon particles could be uniformly distributed in the metallic matrix.
    Keywords: Aluminium, zircon, stir casting, composite}
  • F. Gulshan, Q. Ahsan
    The probable reasons for evolution of weld porosity and solidification cracking and the structure- property relationship in aluminium welds were investigated. Aluminium plates (1xxx series) were welded by Tungsten Inert Gas (TIG) welding process, 5356 filler metal was used and heat input was controlled by varying welding current (145A, 175A and 195A). The welded samples were examined under optical and scanning electron microscopes and mechanical tests were performed to determine tensile and impact strengths. Secondary phase, identified as globules of Mg2Al3 precipitates, was found to be formed. Solidification cracking appeared in the heat affected zone (HAZ) and porosities were found at the weld portion. The tendency for the formation of solidification cracking and weld porosities decreased with increased welding current.
    Keywords: Aluminium, TIG welding, welding current, secondary phase, porosity, solidification cracking}
  • محمد زینلی، احسان شفیعی، ابوالفضل سلیمان آهی، علیرضا نصر اصفهانی
    Mohammad Zeinali, Ehsan Shafiei, Abolfazl Soleiman Ahi, Alireza Nasr Esfahani
    In this study, atmospheric corrosivity class of Tehran city was determined using environmental data and corrosion rate of standard specimens during one year exposure time. Accordingly, corrosion rate of Aluminum, Copper and Zinc standard helical and flat specimens were analyzed after each time intervals. Meanwhile, other influential parameters such as deposition rate of Chloride and Sulphur dioxide and time of wetness were evaluated.
    Keywords: Atmospheric Corrosion, Aluminium, Copper, Zinc, Chloride, Sulfur Pollutants}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال