فهرست مطالب

مهندسی متالورژی - پیاپی 59 (پاییز 1394)

مجله مهندسی متالورژی
پیاپی 59 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/08/19
  • تعداد عناوین: 5
|
  • رامین حسینی، مریم مرکباتی، علیرضا حجاری، سید مهدی عباسی صفحه 3
    هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر دمای آنیل، محیط سرمایش پس از عملیات آنیل محلولی و دمای عملیات پیرسازی بر ریزساختار و خواص کششی آلیاژ Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo است. مطالعه تاثیر دمای عملیات آنیل محلولی با انجام آن در محدوده دو فازی آلفا-بتا و در بازه دمایی °C 985-940 (با گام های °C 15) و سرمایش در هوا انجام شد. همچنین به منظور بررسی نرخ سرمایش، نمونه ای از این آلیاژ پس از عملیات آنیل محلولی در دمای °C 955 در روغن نیز سرد شد. در ادامه جهت تعیین اثر دمای پیرسازی، نمونه هایی که در دمای °C 955 آنیل و در هوا سرد شده بودند در سه دمای 570، 600 و °C 630 پیرسازی شدند. نتایج حاصل از مطالعات ریزساختاری نشان داد که افزایش دمای آنیل منجر به کاهش کسر حجمی فاز آلفای اولیه، افزایش ضخامت آلفای ثانویه و اندازه کولونی آلفا می شود. همچنین مهم ترین تفاوت ریزساختاری با افزایش نرخ سرمایش پس از آنیل، کاهش ضخامت آلفای ثانویه بود که با افزایش استحکام و افت داکتیلیته آلیاژ همراه شد. افزایش دمای پیرسازی منجر به افزایش اندازه کولونی آلفا و ضخامت آلفای ثانویه شد اما تفاوت چندانی در داکتیلیته آلیاژ ایجاد نکرد. مناسب ترین خواص کششی در آلیاژ مورد بررسی با آنیل در دمای °C 955، سرمایش درهوا و پیرسازی در دمای °C 600 بدست آمد.
    کلیدواژگان: آلیاژ Ti، 6242، عملیات آنیل محلولی و پیرسازی، پارامترهای ریزساختاری، خواص کششی
  • محمود علی اف خضرایی، محمد باغانی، رضا پورصالحی صفحه 14
    در این تحقیق تاثیر افزودن نانوذرات آلومینا بر ریزساختار، خواص تریبولوژیکی و خوردگی نانوکامپوزیت مس نیکل-آلومینا بررسی شد. به منظور آلیاژسازی مکانیکی و تعیین اثر افزودن نانوذرات آلومینا، مخلوط پودر مس و نیکل به همراه 0، 5 و 10 درصد حجمی آلومینا در اتمسفر آرگون و به مدت 30 ساعت تحت فرآیند آسیاب کاری مکانیکی قرار گرفت. برای بررسی تشکیل فازها، مخلوط پودر آسیاب شده تحت آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) قرار گرفت. نتایج نشان داد پس از 30 ساعت آلیاژسازی مکانیکی، محلول جامد مس نیکل تشکیل شده است. پودر آلیاژسازی شده با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیک سرد با فشار 350 مگاپاسکال فشرده گردید و فرآیند زینتر قرص ها در کوره مایکروویو با توان 600 وات و در مدت زمان 90 دقیقه انجام شد. مورفولوژی سطح مقطع نمونه های زینتر شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. ریزساختار نمونه های زینتر شده متراکم و بدون ترک و منفذ بود. خواص تریبولوژیکی توسط آزمون سایش pin on disk بررسی شد که در نتیجه ی آن با افزایش مقدار نانوذرات آلومینا در نانوکامپوزیت، ضریب اصطکاک و نرخ کاهش جرم کاهش یافت. نتایج نشان داد افزودن نانوذرات آلومینا به زمینه ی محلول جامد مس نیکل باعث بهبود خواص سایشی می شود. رفتار خوردگی نمونه ها توسط منحنی پلاریزاسیون برگشتی در محلول 1 مولار NaOH بررسی شد. نتایج نشان داد افزودن نانوذرات آلومینا تاثیر محسوسی بر روی خواص خوردگی آلیاژ محلول جامد ندارد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، زینتر مایکروویو، خوردگی، تریبولوژیکی
  • علیرضا صادقی اول شهر، اکرم صالحی، حسن مستجاب الدعوه، محمدصادق ابروی، ابوالفضل باباخانی، سید مجتبی زبرجد صفحه 23
    در این تحقیق آلیاژهای نایتینول در دمای 1050 درجه سانتیگراد و در زمان های 1، 2، 4، 7 و 10 ساعت تف جوشی شدند. سپس نمونه های تف جوشی شده تحت بررسی های متالوگرافی، آنالیز فازی اشعه X (XRD)، آزمون های فشاری و گرماسنجی افتراقی (DSC) قرار گرفتند. مطالعات ساختاری نشان دادند که با افزایش زمان تف جوشی، NiTi فاز غالب خواهد شد و شدت پیک های فاز Ni3Ti کم می شود؛ اما امکان حذف کامل آن ها ضعیف است. بررسی های فشاری و گرماسنجی افتراقی حاکی از این می باشند که به دلیل وجود تخلخل، رفتار تغییر شکل آستنیتی-مارتنزیتی در نمونه ها دیده نمی شود و با افزایش زمان تف جوشی از 1 ساعت به 10 ساعت، مدول یانگ از GPa 64/3 به GPa 58/4 افزایش می یابد. همچنین دیده شد که کرنش های باقی مانده با افزایش سیکل های بارگذاری-باربرداری از یک سیکل به چهار سیکل، به طور چشم گیری کاهش می یابند.
    کلیدواژگان: نایتینول، تف جوشی، XRD، DSC، فشار
  • امینه اسدی، مجید عباسی، مریم شامقلی صفحه 34
    در این پژوهش از روش غیرمخرب جریان گردابی برای ارزیابی ریزساختار و سختی چدن آلیاژی مقاوم به سایش نای هارد4 استفاده شد. به این منظور نمونه ها برای دست یابی به ریزساختارها و سختی مختلف ابتدا تحت عملیات حرارتی ناپایدارسازی در دماها و زمان های مختلف و سپس عملیات تمپر قرار گرفتند. ریزساختار به کمک میکروسکوپ نوری مجهز به نرم افزار آنالیز تصویر و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. سختی نمونه ها پس از عملیات حرارتی به روش سختی سنجی ویکرز اندازه گیری شد. در ادامه نمونه ها از طریق آزمون غیرمخرب جریان گردابی در فرکانس های مختلف، مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور دست یابی به یک شرایط بهینه بازرسی، ارتباط میان توابع خروجی جریان گردابی (نظیر مقاومت القایی و مقاومت) و پارامترهای ریزساختاری و سختی در فرکانس های مختلف بررسی شد. مشاهده شد که بین میزان آستنیت باقیمانده و سختی با خروجی آزمون جریان گردابی رابطه خوبی برقرار است. نتایج نشان داد با استفاده از این روش می توان سریع و دقیق نمونه های مختلف چدن نای هارد4 را از نظر میزان آستنیت باقیمانده و سختی شناسایی و تفکیک کرد.
    کلیدواژگان: جریان گردابی، چدن نایهارد، ارزیابی غیرمخرب، ریزساختار، سختی
  • حسن شریفی، سید محمد رضوی * صفحه 44

    هدف از این پژوهش تولید پودر کامپوزیتی کبالت- کاربید وانادیم به روش سنتز احتراقی خود گستر فعال شده به روش مکانیکی یا MASHS از مواد اولیه اکسیدی با عامل احیایی منیزیم می باشد. ابتدا رفتار ترمودینامیکی واکنش طبق رابطه استوکیومتری با نسبت مولی (1:1:9:2) به ترتیب برای اکسید وانادیم، اکسید کبالت، منیزیم و گرافیت مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به آنتالپی (j/mol3155047) و دمای آدیاباتیک(3932.014Tad~) واکنش، این واکنش از نوع MSR می باشد. جهت فعال ساز پودر مواد اولیه، از آسیا سیاره ای پرانرژی تحت آتمسفر گاز آرگون به مدت زمان 5 دقیقه با نسبت وزنی پودر به گلوله 1:20 استفاده گردید. رفتار حرارتی پودر فعال شده توسط آنالیز حرارتی DTA مورد بررسی قرار گرفت. جهت انجام واکنش سنتز احتراقی قرص های تهیه شده از مخلوط پودری مواد آسیا شده در کوره لوله ای تحت آتمسفر گاز آرگون در دمای OC 700 به مدت زمان 10 دقیقه قرار داده شد. با توجه به نتایج XRD در این دما مخلوط پودری مواد اولیه محترق شده و پودر کامپوزیتی کبالت-کاربید وانادیم دو فازی ((VC، V8C7/ اکسید منیزیم تشکیل شده است.

    کلیدواژگان: کامپوزیت، کبالت، کاربید وانادیم، درجا، MASHS، منیزیوترمیک
|
  • Ramin Hosseini, Maryam Morakkabati, Alireza Hajjari, Seyyed Mahdi Abbasi Page 3
    The effect of variation in annealing heat treatment parameters such as temperature and cooling rate and subsequent aging temperature on the microstructure and tensile properties of Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo alloy is the purpose of this study. In order to clarify the effect of annealing temperature, heat treatment carried out in the temperature range of 940-990°C (with 15°C steps) followed by air cooling. The effect of cooling rate was also examined in one specimen annealed at 955°C by cooling in oil. The response of this alloy to aging temperature was evaluated by aging annealed specimens at 955°C at various temperatures of 570, 600 and 630°C. Microstructural analysis showed that increasing the annealing temperature led to a decrease in volume fraction of primary alpha and increase in secondary alpha thickness and alpha colony size. In addition, the most important microstructural difference in various cooling rate after annealing treatment is the decrease in secondary alpha thickness that causes an increase in strength and decrease in ductility. Increasing the aging temperature led to an increase in alpha colony size and secondary alpha thickness while negligible variation in ductility was detected. The best tensile properties of the alloy resulted by annealing at 955°C, cooling in air and aging at 600°C.
    Keywords: Ti, 6242 alloy, annealing treatment, aging, microstructural parameters, Tensile properties
  • Mohammad Baghani, Reza Poursalehi Page 14
    The work evaluates the effect of Al2O3 nanopowder addition on microstructure, tribological and corrosion properties of CuNi-Al2O3 nanocomposites. The elemental powders of Cu and Ni contains 0, 10 and 20 vol. % of Al2O3 nanopowder were mixed in a high-energy ball mill in Ar atmosphere for 30 h. Phase transformation of the alloyed powders obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD). The results show that CuNi solid solution alloy was formed during mechanical alloying (MA) process through milling-induced interdiffusion of the elements. Mechanically alloyed powders compacted under cold pressure at 350 MPa. The green compacts were sintered in microwave furnaces (2.45 GHz) for 90 min at 600 W radiation powers. The microstructural analysis of the cross section of the sintered samples was made using scanning electron microscopy (SEM). The sintered sample show fully dense microstructure without any radial cracks. Tribological properties of sintered nanocomposites were evaluated by ball-on-disk wear test. Increasing the Al2O3 content in the nanocomposite decreased the wear rate and coefficient of friction. These results showed that the addition of Al2O3 nanopowder in the NiCu matrix caused improves its wear behavior. The corrosion performances of nanocomposites were evaluated by potentiodynamic polarization in 1 M NaOH solution. Corrosion experiments show that addition of Al2O3 nanopowder is not effective on the corrosion behavior.
    Keywords: Microwave sintering, Nanocomposite, tribological, corrosion
  • Page 23
    In this study nitinol alloys were sintered at 1050 °C for different times of 1, 2, 4, 7 and 10 hours. Then they were investigated by metallographic analysis, X-ray diffraction (XRD) analysis, compression and differential scanning calorimetry (DSC) tests. Structural studies revealed that NiTi become the dominant phase and Ni3Ti peaks intensity decreases by increasing time, but the possibility of complete elimination of them is so weak. Compression investigations and DSC measurements showed that due to the presence of porosity, austenitic-martensitic transformation behavior won’t be seen in the samples and by increasing sintering time from 1 h to 10 h, Young’s modulus increases from 3.64 Gpa to 4.58 Gpa. It was also seen that by increasing loading-unloading cycles from one cycle to four cycles, residual strains significantly reduce.
    Keywords: nitinol, sinter, XRD, DSC, compression
  • Majid Abbasi Page 34
    In this paper, the nondestructive eddy current test method was used for evaluation of microstructure and hardness of Ni-Hard4 wear resistant alloyed cast iron. For the purpose, the destabilizing heat treatment at 750, 800, 850 and 900ºC for 1 to 5h were done and then tempering heat treatment were applied on Ni-Hard4 cast iron blocks at 300ºC for 3 hours. Microstructure characteristics were evaluated by optical microscopy (OM) equipped with the image analysis software and scanning electron microscopy (SEM). Hardness measurements were done by Vickers method. Then eddy current technique was applied at several frequencies. To achieve an optimum situation for evaluation, relation between eddy current outputs (such as inductive reactance and electrical resistance indexes) and microstructural parameters and hardness values were analyzed. Results show that a good relation exists between eddy current outputs and retained austenite amount and hardness and 150kHz and 170kHz are optimal frequencies for investigation of retained austenite and hardness, respectively. This shows eddy current technique has a high potential for prediction of metallurgical properties and could be used as an in-line inspection and quality control systems.
    Keywords: Eddy current, Ni, Hard cast iron, Nondestructive evaluation, Microstructure, Hardness
  • Hassan Sharifi, Seyed Mohammad Razavi Page 44

    The objective of the present study was production of cobalt-vanadium carbide composite powder via mechanically-activated self-propagating high-temperature (MASHS) combustion synthesis from oxide materials with magnesium as the activating agent. Initially, thermodynamic behavior of the reaction was studied according to the stoichiometric equation with the molar ratio of (1:1:9:2) for vanadium oxide, cobaltoxide, magnesium, and graphite, respectively. Based on the enthalpy (3155047 j/mol) and the reaction adiabatic temperature (Tad~3932.014), the reaction is in the MSR mode. In order to activate the starting powder, high energy planetary ball mill under argon atmosphere was used for 5 min with powder-to-ball weight ratio of 1:20. Thermal behavior of the activated powder was investigated by differential thermal analysis (DTA). For the combustion synthesis reaction, the pills made from the milled powder mixture were placed in a tube furnace under argon atmosphere at 700°C for 10 min. The XRD results indicated that at this temperature, the powder mixture of the precursors is combusted and cobalt-vanadium carbide composite powder with the twophases of magnesium oxide/ (VC, V8C7) is formed.

    Keywords: Composite, Cobalt, vanadium carbide, In, situ, MASHS, Magnesium, thermic