فرآیندهای نوین در مهندسی مواد: 5 (4)

دسترسی آزاد مقاله

1 - اثر نوع لایه واسط بر خواص مکانیکی و ریزساختار اتصال آلومینیوم 6061 از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW)
سید امین کفائی حامد ثابت محسن قنبری

20.1001.1.24233226.1399.14.4.1.0

در پژوهش حاضر اثر متغیرهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فلز آلومینیوم 6061 با استفاده از لایه واسط و بدون لایه واسط انجام شده است. پس از انجام فرآیند جوشکاری، آزمون‌های میکرو سختی، کشش و بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. در بین چکیده کامل

در پژوهش حاضر اثر متغیرهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فلز آلومینیوم 6061 با استفاده از لایه واسط و بدون لایه واسط انجام شده است. پس از انجام فرآیند جوشکاری، آزمون‌های میکرو سختی، کشش و بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. در بین نمونه‌های جوشکاری شده با لایه‌های واسط آلومینیوم 4043، 5556 و 2024 و بدون لایه واسط، نمونه جوشکاری شده با نسبت سرعت دورانی به خطی ۲۵ دور بر میلی‌متر (سرعت دورانی 1250 دور بر دقیقه و سرعت خطی 50 میلی‌متر بر دقیقه) با لایه واسط آلومینیوم 2024 دارای بیشترین استحکام کششی به مقدار ۱۹۲ مگاپاسکال و دارای بیشترین سختی با مقدار 154 ویکرز بود. کمترین استحکام کششی مربوط به نمونه جوشکاری شده با لایه واسط آلومینیوم 4043 با نسبت سرعت دورانی به خطی ۲۵ دور بر میلی‌متر (سرعت دورانی 800 دور بر دقیقه و سرعت خطی 5/31 میلی‌متر بر دقیقه) به مقدار ۱۶۶ مگاپاسکال بوده و با ۹۶ ویکرز نیز دارای کمترین میزان سختی در قسمت دکمه جوش در بین تمامی نمونه‌ها بود. بررسی ریزساختاری نیز نشان‌دهنده درشت بودن دانه‌ها در نمونه‌های جوشکاری شده با لایه واسط و بدون لایه واسط با نسبت سرعت دورانی به خطی ۳۲ دور بر میلی‌متر به نسبت بقیه نمونه‌ها بود. نمونه جوشکاری شده با لایه واسط آلومینیوم 4043 و در نسبت سرعت دورانی به خطی ۲۵ دور بر میلی‌متر بر دقیقه دارای ریزترین اندازه دانه به مقدار ۹ میکرومتر در بین نمونه‌های جوشکاری شده با لایه واسط بود. نتایج آزمون‌ها نشان می‌دهد استفاده از آلومینیوم 5556 و 2024 به‌عنوان لایه واسط باعث بهبود خواص مکانیکی ناحیه اتصال گردیده است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - تأثیر سرعت دورانی در جوشکاری اصطکاکی اختلاطی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لبه روی‌هم آلیاژ AA5456
محمدعلی صفرخانیان

20.1001.1.24233226.1399.14.4.2.1

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اختلاطی، روش اتصال حالت جامدی است که بسیاری از عیوب رایج در روش‌های ذوبی را ندارد. در این فرآیند برای ایجاد جوش بهینه باید پارامترهای مختلف جوشکاری از جمله هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیش‌روی بهینه گردد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر سرعت دورانی چکیده کامل

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اختلاطی، روش اتصال حالت جامدی است که بسیاری از عیوب رایج در روش‌های ذوبی را ندارد. در این فرآیند برای ایجاد جوش بهینه باید پارامترهای مختلف جوشکاری از جمله هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیش‌روی بهینه گردد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر سرعت دورانی جوشکاری اصطکاکی اختلاطی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لبه روی‌هم آلیاژ 5456AA در حالت دوار است. بدین منظور، نمونه‌ها با سرعت‌های دورانی 300، 500، 700 و 900 دور بر دقیقه و سرعت جوشکاری 45 میلی‌متر بر دقیقه جوشکاری شدند. به‌طوری که ورق کارسرد شده 321H با ضخامت 5 میلی‌متر بر لوله‌ی آنیل شده به ضخامت 5/2 میلی‌متر در حالت Lap joint قرار داده شدند. در ابتدا درشت ساختار و ریزساختار مقطع جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. سپس پروفیل سختی و آزمون کشش نمونه‌ها به دست آمد و با یکدیگر مقایسه گردید. در نهایت سطح مقطع شکست برای تعدادی از نمونه‌ها، توسط میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌های درشت ساختاری و ریزساختاری نشان می‌دهد که افزایش سرعت دورانی سبب افزایش سیلان عمودی مواد، ارتفاع عیب هوک و اندازه دانه در دکمه جوش و همچنین ریز شدن رسوبات می‌گردد و بالعکس. با افزایش سرعت دورانی سختی جوش کاهش ولی عرض ناحیه جوش افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج، نمونه جوشکاری شده با سرعت دورانی 700 دور بر دقیقه دارای جوش بسیار تمیز و بدون عیب است که در آزمون کشش از فلز پایه شکسته می‌شود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد دوفازی فریتی/مارتنزیتی DP700 جوشکاری شده به روش اصطکاکی همزدنی
مهدی محمودی نیا امیر حسین کوکبی مسعود گودرزی

20.1001.1.24233226.1399.14.4.3.2

در تحقیق حاضر، به بررسی اثر متغیر سرعت پیشروی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فولاد دوفازی DP700 جوشکاری شده به روش اصطکاکی همزدنی پرداخته شده است. جوشکاری در سرعت دورانی rpm 800 و سرعت های پیشروی 50 و mm/min 100 انجام شد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ های نوری چکیده کامل

در تحقیق حاضر، به بررسی اثر متغیر سرعت پیشروی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فولاد دوفازی DP700 جوشکاری شده به روش اصطکاکی همزدنی پرداخته شده است. جوشکاری در سرعت دورانی rpm 800 و سرعت های پیشروی 50 و mm/min 100 انجام شد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و ارزیابی خواص مکانیکی توسط آزمون های سختی سنجی و کشش صورت گرفت. نتایج ریزساختاری نشان داد منطقه همزده شامل فازهای بینیت، فریت سوزنی و فریت پلی گونال است. همچنین مشخص شد که منطقه متأثر از حرارت، با توجه به پیک دمایی در قسمت های مختلف، به سه ناحیه درونی (پیک دمایی بالاتر از دمای بحرانی Ac3)، ناحیه میانی (پیک دمایی بین دماهای بحرانی Ac1 و Ac3) و ناحیه بیرونی (پیک دمایی کمتر از دمای بحرانی Ac1) قابل تفکیک است. همچنین مشخص شد که در ناحیه متأثر از حرارت بیرونی فاز مارتنزیت تمپر شده و شدت تمپر در این منطقه با افزایش سرعت پیشروی ابزار، به دلیل کاهش نرخ حرارت ورودی، کم می شود. بررسی های سختی سنجی نشان داد که افت سختی در منطقۀ نرم شده با افزایش سرعت پیشروی از 28 به 20 ویکرز کاهش پیدا می کند. بیشترین سختی اتصال مربوط به منطقۀ همزده بود که افزایش سرعت پیشروی مقدار متوسط آن از 345 به 375 ویکرز افزایش یافت. نتایج آزمون کشش نشان داد که استحکام نهایی اتصالات ایجاد شده کمتر از فلز پایه (MPa723) می باشد و با افزایش سرعت پیشروی از 662 به MPa671 افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که افزایش سرعت پیشروی از 50 به mm/min100 باعث بهبود 6/2% ازدیاد طول می شود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - تأثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مکانیکی پوشش Cr3C2-NiCr ایجاد شده توسط فرایند HVOF
پژمان زمانی مقدم رضا قاسمی بهناز سعیدی حمید دهاقین فرهاد شهریاری محمود معماری

20.1001.1.24233226.1399.14.4.4.3

ایجاد ترکیب سرمتی Cr3C2-NiCr توسط فرایند پاشش سوخت-اکسیژن سرعت بالا (HVOF) منجر به انحلال بخشی از فازهای Cr3C2 در آلیاژ NiCr و افت سختی و مدول الاستیک پوشش می شود. در این تحقیق، پودر Cr3C2-25wt% (Ni-20Cr) توسط فرایند HVOF روی زیرلایه هایی از جنس سوپر آلیاژ Hastelloy X چکیده کامل

ایجاد ترکیب سرمتی Cr3C2-NiCr توسط فرایند پاشش سوخت-اکسیژن سرعت بالا (HVOF) منجر به انحلال بخشی از فازهای Cr3C2 در آلیاژ NiCr و افت سختی و مدول الاستیک پوشش می شود. در این تحقیق، پودر Cr3C2-25wt% (Ni-20Cr) توسط فرایند HVOF روی زیرلایه هایی از جنس سوپر آلیاژ Hastelloy X اعمال شدند. تأثیر عملیات حرارتی بر بازیابی فاز Cr3C2و بهبود سختی و مدول الاستیک پوشش مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، بررسی ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و بررسی ترکیب فازی توسط آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) روی پوشش قبل و بعد از عملیات حرارتی انجام شد. آنالیز تصاویر میکروسکوپی الکترونی برگشتی نشان داد که طی عملیات حرارتی تا 11 درصد فازهای کاربیدی حل شده در آلیاژ NiCr بازیابی می شوند. در الگوهای XRD پوشش عملیات حرارتی شده، نواحی آمورف محو شدند و پیک‌های NiCr باریک و با شدت بیشتری در الگوی فاز زمینه مشاهده شدند. همچنین سختی و مدول الاستیک پوشش پس از عملیات حرارتی به ترتیب به میزان HV0.3 156 و GPa98 افزایش یافت. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - تأثیر pH آبکاری بر میکروساختار و خواص مکانیکی پوشش کامپوزیتی Ni-P-TiO2 ایجاد شده بر روی فولاد AISI 430
مینا افضلی گروه مرتضی زند رحیمی هادی ابراهیمی فر

20.1001.1.24233226.1399.14.4.5.4

یکی از بهترین روش های مؤثر برای بهبود مقاومت به سایش و سختی فولادهای زنگ نزن اعمال پوشش های سطحی است. از جمله این پوشش ها، پوشش های آلیاژی و کامپوزیتی پایه نیکل هستند. در این تحقیق، پوشش کامپوزیتی نیکل- فسفر- اکسیدتیتانیوم با استفاده از روش آبکاری الکتریکی بر روی فولاد چکیده کامل

یکی از بهترین روش های مؤثر برای بهبود مقاومت به سایش و سختی فولادهای زنگ نزن اعمال پوشش های سطحی است. از جمله این پوشش ها، پوشش های آلیاژی و کامپوزیتی پایه نیکل هستند. در این تحقیق، پوشش کامپوزیتی نیکل- فسفر- اکسیدتیتانیوم با استفاده از روش آبکاری الکتریکی بر روی فولاد زنگ نزن AISI 430 ایجاد شد. تأثیر pH آبکاری (3، 5/3 و 4) بر روی میکروساختار و میکروسختی و رفتار سایشی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین فازهای موجود و محاسبه اندازه دانه، از روش آنالیز پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. مشخصه یابی پوشش به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) صورت پذیرفت. میکروسختی نمونه‌های بدون پوشش و پوشش‌دار توسط دستگاه ریزسختی سنج ویکرز اندازه‌گیری شد. همچنین مقاومت سایشی نمونه های بدون پوشش و پوشش داده شده با کامپوزیت نیکل- فسفر- اکسیدتیتانیوم با استفاده از آزمون پین بر روی دیسک بررسی شد. نتایج آنالیز پرتو ایکس نشان داد که افزایش pH باعث افزایش اندازه دانه ها می‌شود. همچنین نتایج آزمون میکروسختی و پین بر روی دیسک نشان داد افزایش pH موجب کاهش میکروسختی و مقاومت سایشی می‌شود. بیشترین سختی (18/618 ویکرز) مربوط به پوشش ایجاد شده در 3pH=، با غلظت gr/L 40TiO2= بود. همچنین بیشترین مقاومت به سایش و کمترین کاهش وزن ( mg15/0) نیز مربوط به همین پوشش بود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - بررسی خواص اکسیداسیون و شوک حرارتی پوشش سپرحرارتی کامپوزیتی YSZ/Al2O3 با آلومینای ایجاد شده با فرایند پاشش حرارتی محلول پیش‌ماده
سعید تقی رمضانی ضیاء والفی ناصر احسانی

20.1001.1.24233226.1399.14.4.6.5

در این تحقیق ابتدا پوشش سپرحرارتی NiCrAlY/YSZ با روش پاشش پلاسمایی اعمال و سپس یک لایه سد نفوذی آلومینا با دو فرایند پاشش پلاسمایی محلول پیش ماده و پاشش شعله ای محلول پیش ماده بر روی YSZ لایه نشانی شد. آزمون های اکسیداسیون دما بالا و شوک حرارتی در دمای C˚1100 انجام گرف چکیده کامل

در این تحقیق ابتدا پوشش سپرحرارتی NiCrAlY/YSZ با روش پاشش پلاسمایی اعمال و سپس یک لایه سد نفوذی آلومینا با دو فرایند پاشش پلاسمایی محلول پیش ماده و پاشش شعله ای محلول پیش ماده بر روی YSZ لایه نشانی شد. آزمون های اکسیداسیون دما بالا و شوک حرارتی در دمای C˚1100 انجام گرفتند. مشخصه های ساختاری پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) بررسی شدند. مقایسه ی ساختاری نمونه ها نشان داد که اعمال پوشش آلومینا با فرایند پاشش شعله ای محلول پیش ماده سبب افزایش خواص حرارتی پوشش ها می شود. خواص اکسیداسیون دمای بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی پوشش‌های YSZ/Al2O3 با آلومینای ایجادشده به روش پاشش حرارتی محلول پیش ماده با ترکیب مشابه مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان دادند که اعمال آلومینا به روش پاشش شعله ای محلول پیش ماده منجر به افزایش مقدار اسپلت های تشکیل‌شده می شود که تماس مناسب بین اسپلت‌ها، سبب کاهش نفوذ مولکول‌های اکسیژن می‌شود که در جهت کاهش ضخامت لایه TGO و همچنین افزایش مقاومت در برابر شوک حرارتی عمل می‌کند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - بررسی تأثیر دانسیته جریان اعمالی بر خواص ترشوندگی پوشش سریم اکسید تولید شده به روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی
نوید احمدی زاده پوریا نجفی سیار

20.1001.1.24233226.1399.14.4.7.6

در این تحقیق پوشش سریم اکسید به روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی بر روی زیرلایه مس ایجاد شد. تأثیر دانسیته جریان اعمالی بر مورفولوژی، ساختار کریستالی، شیمی سطح، زبری سطح و رفتار ترشوندگی پوشش‌ها به ترتیب به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون تفرق اشعه ایکس، طیف سنجی تبدیل چکیده کامل

در این تحقیق پوشش سریم اکسید به روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی بر روی زیرلایه مس ایجاد شد. تأثیر دانسیته جریان اعمالی بر مورفولوژی، ساختار کریستالی، شیمی سطح، زبری سطح و رفتار ترشوندگی پوشش‌ها به ترتیب به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون تفرق اشعه ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه اشعه مادون قرمز، میکروسکوپ نیروی اتمی و اندازه‌گیری زاویه تماس آب بر روی پوشش‌ها بررسی شدند. نتایج حاصل نشان دادند که با افزایش دانسیته جریان اعمالی پوشش‌هایی ضخیم‌تر با میزان ترک سطحی و زبری بیشتر تولید می‌شوند. همچنین صفحات کریستالی (۰۰۲) در پوشش‌های تولید شده در دانسیته جریان‌های کمتر، رشد بیشتری داشتند و این پوشش‌ها دارای اندازه بلور بزرگ‌تری بودند. با اعمال دانسیته جریان‌های بیشتر، رفتار آبدوستی پوشش‌های سریا بیشتر شد. اگرچه در ابتدا پوشش‌های سریا رفتاری آبدوست داشتند اما پس از قرار گرفتن در معرض هوا و جذب هیدروکربن آبگریز شدند. پوشش‌های ساخته شده در دانسیته جریان‌های بالاتر میزان جذب هیدروکربن بیشتری از خود نشان دادند. پرونده مقاله

XML

فهرست مقالات