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 « Tensile properties » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Tensile properties » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • Hamid Ashrafi *, Fatemeh Mashayekhi
    In this study, effect of laser power on the microstructure and tensile properties of dissimilar joints between DP590 steel and AISI 1012 steel were investigated. For this propose, three joints were prepared by laser welding using the laser powers of 400, 450 and 500 W. Results showed the formation of a mixture of Widmanstätten ferrite (WF), polygonal ferrite and ferrite-carbide aggregate in the fusion zone (FZ). Although no trace of martensite phase was detected in the FZ and heat affected zone (HAZ) of the AISI 1012 steel side, but Formation of martensite in the HAZ of the DP590 steel side resulted in the local hardening, while tempering of the pre-existing martensite in the subcritical HAZ of the DP590 steel side led to the formation of a softened zone. Furthermore, the hardness gradually increased from the AISI 1012 steel base metal (BM) to the FZ due to grain refinement and formation of WF. The sample welded with a laser power of 400 W failed from the FZ at early stages of tensile testing due to a lack of penetration defect, while the samples welded with laser powers of 450 and 500 W exhibited ultimate tensile strength values slightly above that of the AISI 1012 steel, and a significantly reduced total elongation value compared to both BMs.
    Keywords: Laser Welding, Dual Phase Steel, Microstructure, Hardness, Tensile Properties}
  • Hamid Ashrafi *, Amirreza Shahsavari, Ariyan Ghandi

    This study investigated the effects of varying laser power on the microstructure and tensile properties of DP590 steel joints. Three joints were prepared using three different laser power levels (400W, 450W, and 500W), while keeping all other factors constant. The results indicated that laser welding resulted in the formation of martensite in the fusion zone, leading to a notable increase in hardness. However, with increasing the laser power, the hardness increment decreased due to the presence of acicular ferrite and Widmanstatten ferrite alongside martensite. The heat-affected zone (HAZ) of all welds exhibited a region where hardness dropped below that of the base metal (BM) due to partial tempering of martensite. This softening effect intensified with higher laser power. The sample welded with a laser power of 400W failed early in the tensile test due to lack of penetration. Conversely, the other two samples failed within the softened zone, showing yield strength values similar to the BM and high joint efficiency values (92.5% for 450W and 89.5% for 500W) but with a noticeable reduction in elongation. Both DP590 steel and welded joints exhibited a two-stage work hardening behavior consisting of a transient stage followed by a stage III hardening.

    Keywords: Dual-Phase Steel, Laser Welding, Laser Power, Microstructure, Tensile Properties}
  • سعیده افشار، حسین عربی، باقر محمد صادقی*، محسن کریمی

    در این پژوهش تاثیر اندازه دانه بر روی خواص کششی و رفتار کارسختی فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور دستیابی به این هدف، عملیات ترمومکانیکی با اعمال 75 درصد نورد سرد بر روی ورق اولیه فولاد زنگ نزن آستنیتی و به دنبال آن آنیل در دو دمای °C 1000 و 750 به منظور تولید ورق هایی با دو ریزساختار ریزدانه و درشت دانه انجام شد. میانگین اندازه دانه از μm 25 در نمونه اولیه به μm 93/1 در نمونه آنیل شده در دمای °C 750 و زمان min 90 (نمونه ریزدانه) کاهش یافت. همچنین  میانگین اندازه دانه در نمونه آنیل شده در دمای °C 1000 و زمان min 90 به μm 52/35 (نمونه درشت دانه) افزایش یافت. بررسی های ریزساختاری با استفاده از پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ نوری انجام شد. آزمایش کشش نیز در سه جهت صفر، 45 و 90 درجه نسبت به جهت نورد بر روی نمونه ها انجام شد. مطابق نتایج این تحقیق، مقادیر استحکام تسلیم در سه نمونه اولیه، ریزدانه و درشت دانه به ترتیب 405، 733 و MPa 305 بدست آمد. اما درصد ازدیاد طول تا شکست  از 73 درصد در نمونه اولیه به 52 درصد در نمونه ریزدانه کاهش یافت. با بررسی رفتار کارسختی این فولاد، سه مرحله کارسختی یعنی؛ افت شدید تا رسیدن به یک مقدار حداقل، افزایش بعدی تا رسیدن به یک مقدار حداکثر و در نهایت افت نهایی تا شروع گلویی شدن در هر دو نمونه ریزدانه و درشت دانه مشاهده شد. نرخ کارسختی dσ/dε نمونه درشت دانه به دلیل بالاتر بودن نرخ استحاله آستنیت به مارتنزیت در این نمونه، بیشتر از نمونه ریزدانه بدست آمد.

    کلید واژگان: فولاد زنگ نزن آستنیتی 304, عملیات ترمومکانیکی, اندازه دانه, کارسختی, خواص کششی}
    Saeedeh Afshar, Hossein Arabi, Bagher Mohammad Sadeghi *, Mohsen Karimi

    In this study, the effects of grain size on the tensile properties and the work-hardening behavior of 304 austenitic stainless steel was investigated. For this purpose, the thermomechanical processing was carried out by applying a 75% thickness reduction to the as-received 304 stainless steel sheet followed by annealing at two different temperatures of 750 and 1000 °C to produce sheets with two different fine- and coarse-grained microstructures. The average grain size decreased from 25 μm in the as-received matrix to 1.93 μm in the sample, which was annealed at 750 °C for 90 min (fine-grained sample). Also, the mean grain size of 35.52 μm (coarse-grained sample) was obtained after annealing at 1000 °C for 90 min. XRD and optical microscopy were used for characterizing the microstructure. The tensile tests were performed in the directions of 0°, 45°, and 90° to the rolling direction of the samples. The yield strength of as-received, fine-grained, and coarse-grained samples were obtained 405, 733, and 305 MPa, respectively. However, the total elongation decreased from 73% in the as-received sample to about 52% in the fine-grained sample. The work hardening behavior of both fine- and coarse-grained samples was observed in three stages: an initial sharp drop until a minimum value was reached, then an increase until a maximum value was reached, and finally a reduction in the work hardening rate until the beginning of necking. The work-hardening rate (dσ/dε) of the coarse-grained sample was higher than that of the fine-grained sample. This was due to the higher martensitic transformation rate in the coarse-grained sample.

    Keywords: 304 austenitic stainless steel, Thermomechanical processing, Grain size, work hardening, tensile properties}
  • M. Tamjidi *, K. Danesh Narooei
    Using friction heat, welded joints of the Friction stir welding (FSW) process are made that are utilized to forge metal components together. Since there is no parent metal melting, several advantages are obtained by the FSW process over fusion welding. The alloys AA6XXX and AA7XXX Al are two sets of the most extensively utilized structural materials in rail transportation, automotive, and aerospace industries. The objective of present study was to investigate the effects of novel cross-sections in joint lines and further analyze the improvement in mechanical features. Due to the importance of the weld zone properties, many researchers seek to improve the mechanical behavior of the weld zone. For this, friction stir welded joint under four different new design in cross section named E1, E2, E3, E4 and one conventional cross section, E5 were conducted. Better outcomes are obtained by joints made utilizing this method based on joint quality and strength. The very good tensile features are displayed by the fabricated joints with Ultimate Tensile Strength (UTS)> 254 MPa and elongation > 7%. The highest UTS value which is occurred in E3 condition (Downward step) is 24.7% higher than required for FSW of AA6061 alloy at T6 condition in the American Welding Society (AWS) standard (186 MPa).
    Keywords: Friction Stir Welding, Cross Section in Joint line, tensile properties}
  • کاوه بستام، افشین زین الدینی*
    هدف اصلی این مقاله، تعیین خواص کششی کامپوزیت های انعطاف پذیر طبیعی است. برای ساخت این کامپوزیت ها، الیاف طبیعی پنبه و لاتکس بترتیب بعنوان تقویت کننده و زمینه استفاده شدند. در گام اول، نمونه های لاتکس خالص ساخته شدند و تحت بار کششی آزمایش شدند. در مرحله بعد با استفاده از الیاف پنبه، لاتکس تقویت گردید و نمونه های ساخته شده تحت بار کششی قرار گرفتند. همچنین، از آلیاژ حافظه دار نیتینول برای بهبود خواص کششی لاتکس خالص و کامپوزیت های لایه ای پنبه/لاتکس استفاده گردید. لذا، یک، دو یا سه سیم نیتینول در نمونه لاتکس خالص و کامپوزیت های پنبه/لاتکس بکار برده شدند. نتایج مطالعات تجربی نشان دادند که در حضور الیاف طبیعی پنبه، استحکام لاتکس از 0.93 به 13.51 مگاپاسکال افزایش پیدا کرد. بعلاوه، مشاهده شد که به ازای افزودن یک، دو و سه سیم نیتینول، استحکام کششی نهایی نمونه های لاتکس خالص بطور تقریبی بترتیب 70، 500 و 800 درصد افزایش می یابد. در حالیکه استحکام کششی نهایی کامپوزیت های لایه ای به ازای افزودن یک، دو و سه سیم نینینول بطور تقریبی بترتیب 2، 20 و 40 درصد افزایش می یابد. همچنین، مقایسه نتایج این تحقیق با مطالعات سایر محققین نشان می دهد که با کامپوزیت های پنبه/اپوکسی تقویت شده با سیم نیتینول، استحکام کششی این ماده انعطاف پذیر از چرم های طبیعی و مصنوعی بطور قابل توجهی بزرگتر است.
    کلید واژگان: کامپوزیت, لاتکس, الیاف پنبه, آلیاژ حافظه دار, خواص کششی}
    Kaveh Bastam, Afshin Zeinedini *
    The main of this paper is to determine the tensile properties of natural flexible composites. In order to fabricate the composites, the cotton fibers and the latex were used as the reinforcement and matrix, respectively. At the first step, the latex samples were manufactured and tested under tensile loading. In the next step, using the cotton fiber the latex was reinforced and then tested under tensile loading. In addition, the NiTi shape memory alloy (SMA) wire was used to improve the tensile properties of the pure latex and the cotton/latex laminated composites. Therefore, one, two or three NiTi wires were used in the pure latex and cotton/epoxy composites samples. The results of experimental study displayed that in the presence of cotton fiber, the ultimate tensile strength of pure latex was increased from 0.93 to 13.51 MPa. Moreover, it was observed that due to adding one, two or three NiTi wires, the ultimate strength of the pure latex was enhanced almost 70, 500 and 800%, respectively. However, the ultimate tensile strength of the cotton/epoxy laminated composites in the presence of one, two and three NiTi wires was increased almost 2, 20 and 40%, respectively. In addition, comparison of the current research results with the other researchers’ investigations manifests that the cotton/epoxy composites reinforced by NiTi wire, the tensile strength of this flexible material is greater than the tensile strength of natural and artificial leathers.
    Keywords: composites, LATEX, Cotton fiber, Shape memory alloy, tensile properties}
  • شاهین ترکمانی، مریم مرکباتی*، معصومه سیف اللهی، آدلی آخوندزاده
    آلیاژ پزشکی پایه کبالت کروم مولیبدن ASTM F75 به صورت ریختگی در ایمپلنت های ارتوپدی مانند مفاصل مصنوعی لگن و زانو استفاده می شود. این آلیاژ به دلیل وجود عیوبی نظیر ناهمگنی شیمیایی و اندازه دانه بالا، تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد. در پژوهش حاضر، تاثیر عملیات حرارتی آنیل انحلالی بر تحولات ساختاری و خواص مکانیکی دو آلیاژ ASTM F75 (یک نمونه بدون کربن و دیگری حاوی کربن به مقدار 21/0 درصد وزنی) مورد اریابی قرار گرفت. عملیات حرارتی آنیل انحلالی در سه دمای C1175°، C1225° و C1275°و زمان های 5/0، 1، 2 و 4 ساعت انجام شد. سپس نمونه ها در آب کوینچ شدند. نتایج نشان داد در نمونه بدون کربن، رسوبات σ تشکیل شد. اگرچه، در نمونه حاوی کربن، فازهای σ و کاربید M23C6 تشکیل شد. همچنین با افزودن کربن، کسر حجمی کاربیدها به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافت و به مقدار 55/6 درصد رسید که سبب افزایش استحکام نمونه شد. با افزایش دمای آنیل از C1175° به C1275° و زمان آن از 5/0 به 4 ساعت، کسر حجمی رسوبات و همچنین اندازه آن ها کاهش یافت. در نمونه ی حاوی کربن با آنیل در دمای C1225° به مدت 1 ساعت رسوبات توزیع همگن تری در ساختار یافتند. همچنین اغلب کاربیدهای موجود در مرزدانه که در حالت ریختگی مشاهده شد، با عملیات حرارتی حذف شدند. در نهایت در نمونه حاوی کربن عملیات حرارتی شده، خواص مکانیکی مانند استحکام کششی نهایی تا 19 درصد و انعطاف پذیری تا دو برابر نسبت به نمونه ریختگی افزایش یافت.
    کلید واژگان: آلیاژ پایه کبالت کروم مولیبدن, آنیل انحلالی, ریزساختار, کاربید, خواص کششی}
    Shahin Torkamani, Maryam Morakabati *, Masoumeh Seifollahi, Adli Akhondzadeh
    The medical cast CoCrMo ASTM F75 alloy is used in orthopedic implants such as artificial toggle and knee. In this alloy, due to the existence of defects such as chemical inhomogeneities and large grain size, heat treatment is performed. In this research the effect of solution annealing heat treatment on the microstructural evolution and mechanical properties of two ASTM F75 alloy (the free of carbon specimen and the specimen containing 0.21 wt% carbon) was investigated. The solution treatment done at 1175, 1225 and 1275oC for 0.5, 1, 2 and 4 hours. Subsequently the specimens quenched in water. The results show that in the specimen without carbon, the σ precipitates were formed. However, in the specimen containing carbon, the M23C6 carbides and σ were formed. Besides, by adding carbon the volume fraction of carbides increased and reached to 6.55 % leads to increase in strength. By increasing annealing temperature from 1175 to 1275 oC and the time from 0.5 to 4 hours, the volume fraction and the size of carbides have been decreased. In the specimen containing carbon, by annealing at 1225oC for 1 hours the distribution of precipitates became homogenous in the microstructure. Besides, most of carbides at the grain boundaries in the cast condition were disappeared by heat treatment. Finally, in the specimen containing carbon in the heat-treated condition, the mechanical properties such as the ultimate tensile strength raised up to 19% and the ductility increased twice in comparison to the one in the cast condition
    Keywords: Cobalt chromium molybdenum based alloy, solution treatment, Microstructure, Carbide, tensile properties}
  • حسین ساکی، مریم مرکباتی*، رشید مهدوی

    آلیاژهای تیتانیوم شبه پایدار بتا دارای قابلیت دستیابی به ریزساختارهای متنوع به وسیله چرخه های مختلف عملیات حرارتی هستند. هدف از پژوهش حاضر، ایجاد ترکیبی از رسوبات آلفای کروی و سوزنی شکل ریز در آلیاژ تیتانیوم شبه پایدار بتا Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr با استفاده از آنیل انحلالی در منطقه دوفازی α+β و پیرسازی برای بهبود خواص کششی آن است. به این منظور، روی تسمه ای از این آلیاژ عملیات حرارتی آنیل انحلالی در منطقه دوفازی α+β در دمای 750 درجه سانتی گراد انجام شد. سپس عملیات پیرسازی تک مرحله ای روی تعدادی از نمونه های آنیل انحلالی شده، در دماهای 500، 550 و 600 درجه سانتی گراد انجام گرفت. همچنین تعداد دیگری از نمونه های آنیل انحلالی شده، تحت عملیات پیرسازی دو مرحله ای شامل پیرسازی مرحله اول در دمای 300 درجه سانتی گراد و پیرسازی مرحله دوم در دماهای 500، 550 و 600 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. سپس تحولات ساختاری آلیاژ به وسیله میکروسکوپ الکترونی و الگوی پراش پرتوی ایکس و ارزیابی خواص کششی به وسیله آزمایش کشش سرد بررسی شد. نتایج نشان داد که ریزساختار آلیاژ پس از آنیل انحلالی در منطقه دوفازی α+β دارای فاز آلفای اولیه کروی با اندازه یک میکرومتر در زمینه بتا است. پیرسازی تک مرحله ای در دمای 550 درجه سانتی گراد پس از آنیل انحلالی α+β منجر به تشکیل لایه های ریز آلفای ثانویه به ضخامت میکرومتر 0/2 شد. این چرخه عملیات حرارتی، منجر به دستیابی به استحکام تسلیم 1120 مگاپاسکال و انعطاف پذیری 13/7 درصد شد. انجام پیرسازی دو مرحله ای در دمای 300 درجه سانتی گراد و سپس در دمای درجه 550 سانتی گراد، منجر به کاهش ضخامت آلفای ثانویه به 0/1 میکرومتر و افزایش استحکام تسلیم و انعطاف پذیری به ترتیب به 1190 مگاپاسکال و 14/8 درصد شد.

    کلید واژگان: آلیاژ Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr, آنیل انحلالی دوفازی, پیرسازی دومرحله ای, ریزساختار, خواص کششی}
    H. Saki, M. Morakabati*, R. Mahdavi

    Metastable beta titanium alloys have the ability to achieve different microstructures as a result of various heat treatment cycles. The aim of the present study was to create a combination of fine spherical and needle-shaped alpha phase in a metastable beta Titanium alloy (Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr) using two-phase solution annealing and aging to improve tensile properties. In this regard, one strip of the alloy was solution annealed in the two-phase region (α+β) at 750°C. Then, some of the solution treated specimens were aged in one step and the others in two steps. The microstructural observation and phase analysis were studied by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively followed by investigating tensile properties using tensile test. The results exhibited that the microstructure of the alloy after annealing in the two-phase region (α+β) consisted of a spherical primary alpha phase of 1 μm in the beta matrix. One-step aging at 600°C resulted in a microstructure without secondary alpha layers. This heat treatment cycle resulted a yield strength of 980 MPa and fracture strain of 13.9%. Two-step aging at 300°C and 600°C led to formation of the secondary alpha layers with 0.1 μm thickness and increased the yield strength and fracture strain to 1007 MPa and 15.8%, respectively.

    Keywords: Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr alloy, Two-phase solution annealing, Two-step aging, Microstructural evolution, Tensile properties}
  • Mitra Ghannadi, Hediye Hosseini, Bagher Mohammad Sadeghi, Bahman Mirzakhani*, Mohammad Tahaaha Honaramooz

    The objective of the present paper is to investigate the effects of rapid heating and cryogenic cooling on on the microstructure and tensile properties of Al-Cu-Mg. The specimens were subjected to three heat treatment cycles in which the Infrared heating (IR) were used as the heating medium at the ageing stage, and the liquid nitrogen and water were used as the quenching mediums. The ageing temperature and time were 190⁰C and from 2 hours to 10 hours, respectively.The results indicated that by using IR at the ageing stage, the hardening rate enhanced because the rapid heating via this method leads to faster diffusion of the alloying elements. Moreover, the high density of nano-sized precipitates formed during ageingleads to higher strength and suitable ductility. Cryogenic treatment showed a negligible effect on both microstructure and tensile properties; however, it improved ductility. Overall, the combination of a high heating rate and cryogenic treatment led to the highest mechanical properties. SEM micrograph of the fracture surface of alloy demonstrated that in Cryogenic treatment+Artificial Ageing (CAA) condition, the surface had been fully covered by deep dimples in contrast to the Cryogenic treatment+Infrared Heating (CIR) and Water-Quench+ Infrared Heating (QIR) conditions which their dimples were shallow and also some facets were observed.

    Keywords: Rapid heating, Cryogenic treatment, Precipitation hardening, Al- Cu-Mg, Tensile properties, Fractography}
  • خلیل گنجه فرد، رضا تقی آبادی*، محمد تلافی نوغانی

    هدف از انجام این تحقیق بهبود خواص کششی آلیاژ Al-4.5Cu-xSi-yFe به روش بهسازی حرارتی (عملیات حرارتی T6) است. مقادیر مختلف سیلیسیم (5/2-1/0 درصد وزنی) و آهن (5/2-05/0 درصد وزنی) به ترکیب شیمیایی آلیاژ افزوده شد تا تاثیر نسبت های مختلف Fe/Si بر خواص کششی و اندیس کیفیت آلیاژ در شرایط ریختگی و عملیات حرارتی بررسی شود. نتایج نشان داد افزودن سیلیسیم تا 5/2 درصد وزنی موجب بهبود سیالیت آلیاژ پایه (بدون آهن) می شود اما حداکثر سیالیت در آلیاژهای حاوی آهن، در 5/1 درصد وزنی سیلیسیم حاصل می شود. در شرایط ریختگی، غلظت بهینه سیلیسیم برای کسب حداکثر استحکام کششی و انعطاف پذیری در آلیاژهای کم آهن به ترتیب حدود 5/1 و 5/0 درصد وزنی تعیین شد اما در حضور آهن، غلظت بهینه سیلیسیم با توجه به نسبت Fe/Si تعیین می شود. اگر 1 Fe/Si£باشد، ذرات α-(FeMn) با مورفولوژی فشرده/غیرصفحه ای در ساختار دیده می شوند که در مقادیر کم تاثیر منفی بر خواص کششی ندارند. اگر 1 Fe/Si> باشد کسر حجمی ترکیبات صفحه ای و مخرب b-(FeCu) در ساختار افزایش می یابد. حداکثر استحکام کششی و کرنش شکست در نمونه ریختگی حاوی 5/1 درصد وزنی سیلیسیم به ترتیب در دو نسبت Fe/Si معادل 1 و 33/0 مشاهده شد. عملیات حرارتی به واسطه ترغیب رسوب سختی و انحلال/خردایش ذرات سیلیسیم و ترکیبات غنی از آهن (صفحه ای شکل)، موجب افزایش استحکام کششی می شود. حداکثر استحکام کششی در نمونه حاوی 5/2 درصد وزنی سیلیسیم در 1Fe/Si= مشاهده شد. استحکام این نمونه به ترتیب حدود 40 و 15 درصد بیش از استحکام آلیاژ پایه در شرایط ریختگی و عملیات حرارتی شده است.

    کلید واژگان: Al-4.5Cu, بهسازی حرارتی, خواص کششی, آهن, سیلیسیم}
    Khalil Ganjefard, Reza Taghiabadi *, Mohammad Talafi Noghani

    This study was undertaken to improve the tensile properties of Al-4.5Cu-xSi-yFe alloy through thermal modification (T6 heat treatment). To this end, different amounts of Si (0.1-2.5 wt.%) and Fe (0.05-2.5 wt.%) were added to the alloy composition in order to investigate the effect of Fe/Si ratio on the alloy tensile properties and quality index in as-cast and heat treated conditions. According to the results, adding Si up to 2.5 wt.% improved the base (Fe-free) alloy fluidity. However, the maximum fluidity in Fe-bearing alloys obtained at 1.5 wt.% Si. The optimum Si content for maximum tensile strength and fracture strain in low-Fe alloys was determined as 1.5 and 0.5 wt.%, respectively. However, in Fe-containing alloys the optimum Si was determined based on the Fe/Si ratio. At the Fe/Si≤1 the compacted α-FeMn compound is the dominant Fe-phase which is not detrimental to the tensile properties. At the Fe/Si>1 the fraction of detrimental β-platelets is increased at the expense of α-FeMn. In as-cast condition, the maximum tensile strength and ductility are obtained in 1.5 wt.% Si containing alloy at the Fe/ Si ratio of unity and 0.3, respectively. Applying heat treatment encouraged the precipitation hardening as well as dissolution/ fragmentation of hard eutectic Si and Fe-rich platelets. Under this circumstance, the maximum tensile strength belongs to the sample containing 2.5 wt.% Si and Fe/Si ratio of unity where its tensile strength is higher than that of the as-cast and heat treated base alloy by 40 and 15%, respectively.

    Keywords: A-4.5Cu, Thermal modification, tensile properties, Iron, Silicon}
  • H. Khatami, T. Azdast *, M. Mojaver, R. Hasanzadeh, A. Rafiei

    Friction stir spot welding of dissimilar aluminum and copper sheets was investigated in details using Taguchi approach in this study. Analysis of variance was conducted to identify the effective parameters and their contributions on the mechanical performance. The findings revealed that the outputs followed normal distribution. The results indicated that the rotational speed with the contribution of 87.7% was the most effective parameter on the maximum tensile force tolerated by the welded samples. Dwell time and penetration depth were in second and third ranks from effectiveness viewpoint with the contributions of 8.8 and 2.9%, respectively. The results revealed that the maximum tensile force was significantly improved with the rotational speed. The maximum tensile force was enhanced by almost 228% by increasing the rotational speed from 550 rpm to 1500 rpm. Increasing the dwell time from 10 to 20 s led to improve the maximum tensile force by 31%.The sequence of the parameters was as rotational speed, dwell time and penetration depth from standpoint of influence on the maximum force according to the results of signal to noise ratio analysis. The signal to noise ratio analysis showed that the rotational speed of 1500 rpm, the penetration depth of 2.85 mm, and the dwell time of 20 s were the optimum conditions.

    Keywords: Friction stir spot welding, Dissimilar sheets, tensile properties, Taguchi approach}
  • مصطفی جعفرزادگان*، مجید آهنگریان، رضا تقی آبادی

    اتصال غیرهمجنس فولادهای زنگ نزن به فولادهای کربنی یکی از انواع پرکاربرد اتصالهای غیرهمجنس است. در این تحقیق، ریزساختار و خواص مکانیکی SMAW غیرهمجنس فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 316L به فولاد کم کربن St-37 بررسی شده است. اتصالها توسط الکترود E316L و تحت سه حرارت ورودی مختلف 72/0، 84/0 و kJ mm-1 1 انجام شد. ریزساختار اتصالها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. خواص مکانیکی اتصالها نیز به وسیله آزمون کشش و سختی سنجی مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار انجمادی فلز جوش عمدتا شامل آستنیت به همراه مقدار اندکی فریت دلتای اسکلتی بود. در فصل مشترک فلز جوش با ناحیه متاثر از حرارت فولاد AISI 316L، رشد همبافته مشاهده شد و در فصل مشترک فلز جوش با ناحیه متاثر از حرارت فولاد St-37، ناحیه باریک اچ نشده ای وجود دارد که به نظر می رسد ساختار آستنیتی-مارتنزیتی دارد. نتایج آزمون سختی نشان داد که سختی فصل مشترک فلز جوش با فولاد St-37 حداکثر سختی را دارد که به تشکیل نوار باریک مارتنزیتی نسبت داده می شود. نتایج آزمون کشش مشخص کرد که افزایش حرارت ورودی استحکام کششی را کاهش داده و ازدیاد طول اتصالها را افزایش می دهد.

    کلید واژگان: فولاد St-37, فولاد زنگ نزن AISI 316L, جوشکاری غیرهمجنس, ریزساختار, خواص کششی}
    Mostafa Jafarzadegan *, Majid Ahangaryan, Reza Taghiabadi

    Joining of stainless steels to carbon steels is one of the most widely used types of dissimilar joints. In this research, the microstructure and mechanical properties of dissimilar shielded metal arc welding of austenitic stainless steel AISI 316L to carbon steel St-37 is studied. This joining has made by E316L electrode and three heat inputs of 0.72, 0.84 and 1.0 kJ/mm. The microstructure of the joints was characterized by optical and scanning electron microscopy. The mechanical properties of the joints were evaluated by tensile and microhardness tests. The solidification microstructure of the weld metals contained mainly austenite and some skeletal delta ferrite. There was an epitaxial growth at the interface of the weld metal with the AISI 316L steel HAZ, and at the interface of the weld metal with the St-37 HAZ, there is an un-etched narrow area which is suggested to have austenitic-martensitic structure. The results of hardness tests showed that the hardnessof the interface of the weld metal with the St-37 steel was maximum which is attributed to the formation of the martensitic narrow band. The longitudinal tensile results showed that the increasing of the heat input decreaes the tensile strength and increases the elongation of the joints.

    Keywords: St-37 steel, AISI 316L stainless steel, Dissimilar Welding, Microstructure, tensile properties}
  • محمدرضا زمانی، معصومه سیف اللهی*، سید مهدی عباسی، آدلی آخوندزاده

    در این پژوهش اثر میزان 05/0، 1/0 و 15/0 درصد وزنی کربن بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ 25  Haynesدر حالت آنیل بررسی شده است. آلیاژها به روش ذوب القایی تحت خلا ریخته گری، در کوره ی ذوب مجدد تحت سرباره ی الکتریکی تصفیه و سپس در دمایC  1200 به مدت 30 دقیقه، آنیل انحلالی شدند. نتایج نشان داد که کاربید نوع M6C (غنی از تنگستن) در آلیاژهای حاوی کربن در ساختار رشد و با افزایش کربن، میزان آنها افزایش یافت. با افزایش کربن از 05/0 به 15/0درصدوزنی، اندازه دانه از 44 به 35 میکرومتر کاهش پیدا کرده؛ زیرا کاربیدها مانع از رشد شده و مکان های مستعد جوانه زنی دانه های جدید را نیز فراهم آورده اند. با افزایش میزان کربن به موجب ریزدانگی و افزایش کسر حجمی کاربیدها، سختی از 255 به 290 ویکرز، استحکام تسلیم از 450 به MPa  501 و استحکام کششی نهایی از 946 به MPa 1088 افزایش یافته و در مقابل میزان انعطاف پذیری کاهش اندکی یافت.

    کلید واژگان: سوپرآلیاژ Haynes 25, کربن, ریزساختار, سختی, خواص کششی}
    MohammadReza Zamani, Masumeh Seifollahi *, Seyed Mahdi Abbasi, Adli Akhondzadeh

    The effects of 0.05, 0.1 and 0.15 wt% C on the microstructure, hardness and tensile properties of annealed Haynes 25 were investigated. The alloys were melted in a vacuum induction melting furnace and purified through electro slag remelting process then solution annealed at 1200˚C for 30 min. The results indicated that W-riched M6C carbides developed in the microstructure and its amount increase with increase of carbon. By increase of Carbon from 0.05 to 0.15wt%, grain size decrease from 44 to 35 µm. The carbides act as nucleator and also retard grain growth that cause to reduce grain size. Mechanical properties investigation shows that with increasing carbon, as a result of grain refinement and the proper size and morphology of carbides, hardness increases from 255 to 290 Hv, yield strength from 450 to 510 MPa and ultimate tensile strength from 946 to 1088 MPa but ductility decreases slightly.

    Keywords: Haynes 25 Superalloy, Carbon, Microstructure, Hardness, tensile properties}
  • الهه صفاری، رضا تقی ابادی*
    کامپوزیت های ‏Al-Mg2Si‏ به دلیل استحکام ویژه مناسب و خواص تریبولوژیکی عالی در صنایع خودروسازی و هوا-فضا مورد ‏استفاده قرار می گیرند. دست یابی به خواص برتر در این کامپوزیت ها، مستلزم کنترل صحیح مورفولوژی، ابعاد و نحوه توزیع ‏ذرات ‏Mg2Si‏ در زمینه است. در این تحقیق، تاثیر افزایش سرعت انجماد (بهسازی تبریدی) بر ساختار و اندیس کیفیت ‏کامپوزیت ‏Al-15Mg2Si‏ بررسی شده است. عملیات ریخته گری نمونه های کامپوزیتی در قالب های مختلف با سرعت انجماد ‏متوسط متفاوت (7/2، 5/5، 1/17 و ‏ 5/57 درجه سانتیگراد بر ثانیه) انجام شد. بر اساس نتایج مطالعات ریزساختاری و آنالیز تصویری، با ‏افزایش سرعت انجماد، ابعاد ذرات بین فلزی ‏Mg2Si‏ کاهش یافته و توزیع ذرات در زمینه بهبود می یابد. افزایش سرعت ‏انجماد علاوه بر این موجب افزایش سختی زمینه و کاهش اندازه دانه ها می شود به گونه ای که با افزایش سرعت انجماد از 7/2 ‏به ‏5/57 درجه سانتیگراد بر ثانیه اندازه متوسط دانه ها حدود 93 درصد کاهش می یابد. این تغییرات ساختاری موجب بهبود استحکام کششی، ‏درصد ازدیاد طول و در نتیجه اندیس کیفیت کامپوزیت می شود. اندیس کیفیت نمونه منجمد شده تحت سرعت ‏5/57 ‏ درجه سانتیگراد بر ثانیه حدود 240 درصد بیش از مقدار مربوطه در کامپوزیت منجمد شده تحت سرعت  7/2 درجه سانتیگراد بر ثانیه است. ‏
    کلید واژگان: کامپوزیت, Al-15Mg2Si, بهسازی تبریدی, خواص کششی, اندیس کیفیت}
    Elaheh Saffari, Reza Taghiabadi *
    Cast Al-15Mg2Si composites due to appropriate specific strength and tribological properties are ‎widely used in automotive and aerospace industries. The improved properties of these composites ‎are governed by the correct controlling of morphology, size, and distribution of primary Mg2Si ‎particles. In this study the effect of solidification cooling rate (chill modification) was investigated ‎on structure and quality index of Al-15Mg2Si composite. The casting operation was performed in ‎different molds with varying cooling rates of 2.7, 5.5, 17.1, and 57.5 °C/s. According to the ‎microstructural observation and image analysis results, increasing the solidification rate resulted in ‎refinement of primary Mg2Si particles and improvement of their distribution in the matrix. The ‎increased solidification cooling rate, moreover, refined the grains so that increasing cooling rate ‎from 2.7 to 57.5 °C/s resulted in 93% reduction in grain size. These microstructural variations ‎improved the composite tensile strength, fracture strain, and quality index. The quality index of ‎composite solidified at 2.7 °C/s was found to be lower than that of composite solidified at cooling ‎rate of 57.5 °C/s by 240%.
    Keywords: Composite, Al-Mg2Si, Chill modification, tensile properties, Quality index}
  • Zahra Rousta, Esmaeil Tohidlou*, Hamed Khosravi

    This study deals with the effects of erbium (Er) addition on the microstructural evolution and tensile properties of Al-Mg2Si in-situ metal matrix composites. The morphology of primary Mg2Si and eutectic phases were observed in details using optical microscope and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the increase of Er content has a slight effect on the size and morphology of primary Mg2Si phases, but the eutectic structure evolves from the coarse structure into the fine one. Also, with Er addition the eutectic mixtures of Al and Mg2Si with fibrous morphology has been developed instead of the flake like Al-Mg2Si eutectic microstructure. Meanwhile, Al3Er phase was observed in the samples containing Er. The ultimate tensile strength (UTS) of the composite changes under the various content of Er. The maximum strength was found at the 0.6 wt% Er with the fine eutectic microstructure. The study of SEM micrographs from the fracture surface of composites revealed that Er addition changes the fracture mode from brittle to ductile one with fine dimples. The mechanism of microstructural evolution was discussed in details.

    Keywords: In-situ composites, Al-Mg2Si metal matrix composite, Microstructure, Tensile properties}
  • حمیدرضا پاک زمان، سید صادق قاسمی بنادکوکی *

    در این پژوهش، ریزساختارها و خواص مکانیکی فولاد کم آلیاژ 16MnCr5 DIN در حالت دوفازی فریتی-مارتنزیتی (با کسر حجمی مختلف مارتنزیت) در مقایسه با شرایط تمام مارتنزیتی مورد بررسی قرار گرفت. برای ایجاد ریزساختارهای دوفازی، نمونه های فولادی در دماهای میان بحرانی مختلفی از 740 تا C 840 به مدت 60 دقیقه حرارت داده شده و سپس در آب کوینچ شدند. برای ایجاد ریزساختار تمام مارتنزیتی، نمونه ها پس از آستنیته شدن در دمای C 900 به مدت 60 دقیقه، بلافاصله در آب کوینچ گردیدند. برای بررسی و مقایسه ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیزگر EDS، پراش اشعه ایکس و آزمون های کشش و میکروسختی سنجی استفاده شد. نتایج متالوگرافی نشان داد با افزایش دمای آنیل میان بحرانی از 740 به C 840، کسر حجمی مارتنزیت (Vm) از 23 به 87% افزایش می یابد. مقایسه خواص مکانیکی نمونه های دوفازی نشان داد که با افزایش Vm از 23 تا 87%، رفتار کششی غیرمتعارفی در 73%= Vmایجاد شد به طوری که نمونه های دوفازی فریتی-مارتنزیتی در مقایسه با نمونه های تمام مارتنزیتی از قابلیت جذب انرژی (حاصل ضرب استحکام کششی در ازدیاد طول یکنواخت) به مراتب بالاتری برخوردار می باشند. این اصلاح شگرف در خواص مکانیکی نمونه های دوفازی ناشی از اثرات سخت گردانی متفاوت فازهای فریت و مارتنزیت در اثر برهمکنش بین آنها می باشد. با افزایش Vm از 23 تا 87%، میکروسختی مارتنزیت به طور پیوسته از 717 به HV10g 471 کاهش می یابد؛ در حالیکه میکروسختی فاز فریت در 73%= Vmبه پیک سخت گردانی خود می رسد.

    کلید واژگان: آنیل میان بحرانی, ریزساختار دوفازی فریتی-مارتنزیتی, ریزساختار تمام مارتنزیتی, خواص کششی, ترکیب استحکام و انعطاف پذیری}
    Hamid Reza Pakzaman, sadegh ghasemi banadkouki*

    In this research, the microstructures and mechanical properties of DIN 16MnCr5 low alloy steel under ferrite-martensite dual-phase (with various martensite volume fraction) were compared to full martensitic condition. Dual-phase microstructures were developed by inter-critical annealing. For this purpose, the samples were heated at various inter-critical temperatures (from 740 to 840 °C) for 60 minutes and then water quenching to room temperature. Also, to develop full martensitic microstructure, steel samples were immediately quenched in water after austenitization at 900 ˚C for 60 minutes. The microstructure and mechanical properties of the specimens were analyzed by scanning electron microscope equipped with EDS analyzer, X-ray diffraction and tensile and microhardness tests, respectively. Metallographic observations showed that by increasing the inter-critical annealing temperature from 740 to 840 °C, the martensite volume fraction (Vm) increased from 23 to 87%. Comparison of mechanical properties of dual-phase samples showed that by increasing Vm from 23% to 87%, there was an abnormal tensile behavior at Vm=73%, so that the energy absorption capability (product of tensile strength and uniform elongation) for ferrite-martensite dual-phase samples is much higher than to full martensitic samples. This remarkable modification in the mechanical properties of the dual-phase samples is due to the different hardening responses of the ferrite and martensite microconstituents because of the interaction between them. By increasing the Vm from 23 to 87%, the martensite microhardness decreased continuously from 717 to 471 HV10g, while the ferrite microhardness showed a peak value at Vm=73%.

    Keywords: Inter-critical annealing, Ferrite-martensite dual-phase microstructure, Full martensitic microstructure, Tensile properties, Combination of strength, ductility}
  • مهدی محمودی نیا، امیرحسین کوکبی، مسعود گودرزی*

    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 متاثر 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 متاثر 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 منطقه نرم شده با افزایش سرعت پیشروی از 28 به 20 ویکرز کاهش پیدا می کند. بیشترین سختی اتصال مربوط به منطقه 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.

    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی همزدنی, فولاد دوفازی فریتی, مارتنزیتی, تمپرشدن مارتنزیت, خواص کششی}
    Mahdi Mahmoudiniya, AmirHossein Kokabi, Massoud Goodarzi *

    In present research, the effect of tool transverse speed on the microstructure and mechanical properties of friction stir welded DP700 dual-phase steel has been studied. Welding process conducted at a rotational speed of 800 rpm and tool transverse speeds of 50 and 100 mm/min. Optical and scanning electron microscopy were used for microstructural examinations, and mechanical properties were evaluated using microhardness measurements and tensile test. Microstructural investigation revealed that the stir zone consists of bainite, acicular ferrite and polygonal ferrite. It was also revealed that the heat-affected zone (HAZ), based on the peak temperature (Tp), can be subdivided into three different regions: 1) inner HAZ, where Tp is higher than Ac3, 2) Middle HAZ, where Tp lies between Ac1 and Ac3, 3) Outer HAZ in which Tp is lower than Ac1. It was also found that the martensite phase tempers in OHAZ and the degree of tempering decreases with the increment of tool transverse speed. This results confirmed by microhardness measurements where the hardness reduction of the softened zone decreased from 28 to 20HV with an increment of tool transverse speed. The highest hardness of the joints corresponded to the stir zone, and its value increased from 345 to 375HV with rising tool transverse speed. Tensile test results showed that the ultimate strength of the joints was lower than the base metal (723MPa) and it increases from 662 to 671MPa with rising tool transverse speed. It was also revealed that increasing transverse speed improves the total elongation by 2.6%.

    Keywords: Friction Stir Welding (FSW), Ferrite-Martensite Dual-Phase Steel, Martensite Tempering, Tensile Properties}
  • محمد حیدری رارانی*، پریسا صادقی، نیلوفر عزتی

    مدل سازی رسوب ذوب شده یکی از روش های رایج چاپ سه بعدی قطعات پلیمری است که به دلیل توانایی آن برای ساخت قطعات پیچیده کاربردی استفاده از آن در حوزه های مختلف صنعتی و کاربردهای مهندسی در حال گسترش است. خواص مکانیکی قطعات تولید شده با این روش به شدت به انتخاب صحیح پارامترهای ساخت بستگی دارد. در این تحقیق، اثر سه پارامتر مهم ساخت از قبیل چگالی پرشدن شبکه ی داخلی، سرعت چاپ و ضخامت لایه ها بر خواص کششی نمونه های پرینت شده با PLA مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه های استاندارد با چهار چگالی شبکه داخلی 20، 40، 60 و 80 درصد، دو سرعت چاپ 20 mm/s و 40 mm/s و دو ضخامت لایه 0.1mm و 0.2mm چاپ شده و تحت آزمون کشش شبه استاتیک قرار گرفتند. در تمام قطعات چاپ شده، زاویه پرینت شبکه داخلی 45± درجه فرض شده است. نتایج تجربی نشان می دهند افزایش چگالی پرشدن شبکه ی داخلی تا 60 درصد افزایش قابل ملاحظه ای بر روی مدول الاستیسیته، استحکام نهایی و کرنش شکست دارد. اما در چگالی 80 درصد، علی رغم داشتن بیشترین نسبت سفتی/وزن و استحکام/وزن، کرنش شکست در مقایسه با نمونه با چگالی 60 درصد 31.9 درصد کاهش داشته است. کاهش سرعت چاپ از 40 mm/s به 20 mm/s منجر به افزایش سفتی، استحکام نهایی و کرنش شکست به ترتیب 7.8 درصد، 9.7 درصد و 1.6 درصد شده است. همچنین مشاهده شد که با کاهش ضخامت لایه از 0.2mm به 0.1mm به ازای افزایش 5.4 درصدی وزن، مدول الاستیسیته 18.7 درصد افزایش و کرنش شکست 53.4 درصد کاهش می یابد.

    کلید واژگان: ساخت افزایشی, چاپ سه بعدی, مدل سازی رسوب ذوب شده, خواص کششی}
    Mohammad Heidari Rarani *, Parisa Sadeghi, Niloofar Ezati

    Fused Depositional Modeling (FDM) is one of the common methods for 3D printing of polymers, which is expanding in various industrial applications and engineering applications due to its ability to make complex parts. The mechanical properties of 3D printed parts strongly depend on the correct selection of processing parameters. In this study, the effect of three important parameters such as infill density, printing speed and layer thickness are investigated on the tensile properties of PLA specimens. To this end, standard specimens with four infill densities of 20%, 40%, 60% and 80%, two speeds of 20 mm/s and 40 mm/s, and two thicknesses of 0.1 mm and 0.2 mm are printed and tested under quasi-static tensile test. In all printed specimens, the print angle is assumed ±45°. Experimental results showed that the increase of infill density up to 60% has significant increase on the modulus of elasticity, ultimate strength, and failure strain. But at infill density of 80% with the highest stiffness to weight and strength to weight ratios, the failure strain has decreased up to 31.9% in comparison to infill density of 60%. Reducing printing speed from 40 mm/s to 20 mm/s causes the increase of stiffness, ultimate strength and failure strain up to 7.8%, 9.7% and 1.6%, respectively. Moreover, it is observed by reducing the layer thickness from 0.2 mm to 0.1 mm, modulus of elasticity increases 18.7% and failure strain decreases 53.4%.

    Keywords: Additive manufacturing, 3D printing, Fused Deposition Modelling (FDM), tensile properties}
  • R. Niazi, E. Tohidlou*, H. Khosravi

    The effects of erbium (Er) addition at various weight percentages (0-0.6 wt.% at an interval of 0.2) on the microstructural characteristics, tensile response and wear properties of as-cast Al-7.5Si-0.5Mg alloy were evaluated. The microstructure of samples was examined by X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy. The obtained results demonstrated that the incorporation of erbium obviously decreased the α-Al grain size and eutectic Si, and altered the Si morphology from plate to semi-globular. Further addition of erbium (> 0.2 wt.%) did not alter the eutectic morphology and size. Moreover, the Al3Er phase was also observed in the eutectic region after modification. Out of the erbium contents used, 0.2 wt.% erbium showed the best influence on the tensile and wear properties. Compared with those of unmodified specimen, the values of ultimate tensile strength and elongation were enhanced by 31% and 39%, respectively with the introduction of 0.2 wt.% erbium. Additionally, a remarkable enhancement in the wear properties was observed with the addition of 0.2 wt.% erbium.

    Keywords: Al-Si-Mg alloy, Erbium, Eutectic Si, Microstructure, Tensile properties, Wear}
  • علیرضا عدلی، کریم شلش نژاد*، محمدرضا خوشروان آذر، محمد محمدی اقدم

    در این پژوهش به مطالعه تجربی اثر جهت گیری عامل خودترمیم آوندی بر استحکام کششی و بازدهی ترمیم در کامپوزیت اپوکسی-الیاف شیشه پرداخته شده است. ابتدا الیاف شیشه توخالی (با قطر خارجی 450±10 میکرومتر و کسر تهینگی 50%-55%) با استفاده از یک دستگاه اکسترودر تولید شد. سپس، الیاف شیشه توخالی با اجزای خود ترمیم پر شد و به عنوان خودترمیم آوندی در چند لایه کامپوزیتی استفاده شد. جهت گیری آوند های خودترمیم در سه سطح 0، 45 و 90 درجه نسبت به راستای الیاف شیشه تقویت کننده، و فاصله آوندها از یکدیگر 200 میکرومتر در نظر گرفته شد. نمونه های شاهد، آسیب دیده و ترمیم شده تحت آزمون کشش قرار گرفتند و بازدهی ترمیم مطالعه شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که وجود آوندهای خالی در زوایای 0، 45 و 90 درجه در ساختار کامپوزیت سبب به ترتیب 17%، 14% و 21% کاهش در استحکام کششی می شود. آسیب در نمونه های کشش با کرنش 1.2% ایجاد شد و سپس فرایند خودترمیم در دمای °C 70 و مدت زمان 48 ساعت انجام شد. در مرحله بعد، بازدهی ترمیم با استفاده از آزمون کشش اندازه گیری شد. نتایج آزمون های کشش و بازدهی ترمیم نشان داد که بهترین جهت گیری برای چینش آوند های حاوی عامل خودترمیم، زاویه 45 درجه نسبت به راستای الیاف شیشه تقویت کننده می باشد، بطوریکه در این حالت بازدهی ترمیم 42% است. شکل شناسی آوندهای شکسته شده و محل های ترمیم شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد.

    کلید واژگان: کامپوزیت خودترمیم, عامل خودترمیم آوندی, رفتار کششی, اپوکسی, الیاف شیشه}
    Alireza Adli, Karim Shelesh Nezhad *, MohammadReza Khoshravan Azar, Mohammad Mohammadi Aghdam

    In this study, the effect of vascular self-healing orientation on tensile strength and healing efficiency of epoxy-glass composite has been experimentally studied. Hollow glass fiber (HGF) of 450±10 μm diameter and 50%-55% hollowness was produced by using an extruder. Following, the HGFs were filled with healing components, and subsequently employed as vascular healing system in composite laminate. The orientations of HGFs were selected at three levels of 0, 45 and 90°. The distance of HGFs was kept at 200 μm. The virgin, damaged and healed specimens were characterized in term of tensile behavior and subsequently the healing efficiency was studied. The results of tensile tests indicated that the presence of blank HGFs in composite lowered the tensile strength as high as 17, 14 and 21% for HGFs angles of 0, 45 and 90°, respectively. As a damage, a strain of 1.2% was initiated in the tensile specimen and afterward the self-healing process was accomplished at temperature of 70 ˚C for a time period of 48 hours. Subsequently, the healing efficiency was measured by tensile testing. The results indicated that the best orientation of the filled HGFs was 45°, where the healing efficiency was equal to 42%. The morphology of fractured HGFs and healed zones was studied by employing scanning electron microscopy.

    Keywords: Self-healing composite, Vascular self-healing, Tensile properties, Epoxy, Glass fiber}
  • N. Ethiraj *, T. Sivabalan, B. Sivakumar, S. Vignesh Amar, N. Vengadeswaran, K. Vetrivel
    Friction stir welding is a relatively new solid state joining process, which is suitable for welding similar and dissimilar materials.  The present research work concentrates on the effect of tool rotational speed on the tensile, microstructural properties and microhardness of the friction stir welded joints of different grades of austenitic stainless steel sheets. Four different tool rotational speeds are used in the experimentation while the other process parameters like traversing speed and the tool tilt angle are kept constant. The tensile testing, micrography and microhardness measurements were carried out in the welded samples. It is observed from the results of tensile testing that the joint made at the tool rotational speed of 1320 rpm has the maximum strength among the experimented speeds. The measured microhardness values at heat affected zone and parent metal zone have shown higher hardness than the weld zone. Fine and equi-axed grains are observed in the welded region at all experimented speeds with a negligible amount of transformation of austenite into martensite. These results have impact on the development of welding procedure for dissimilar stainless steel friction stir welding process.
    Keywords: Friction Stir Welding, microhardness, Microstructural Properties, Stainless steel, Tool Rotational Speed, tensile properties}
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