نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 4 (بهار 1387)

مهمترین ماده اولیه برای رنیوم غبار تشویه مولیبدنیت است که در آن رنیوم به صورت هپتا اکسید می باشد. این ماده از طریق حل سازی غبار تشویه به صورت یون پررنات در می آید که با جذب آن توسط زغال فعال عملیات تلخیص را می توان انجام داد. در هنگام جذب یون پررنات، چند مرحله سینتیکی شامل انتقال در لایه مرزی، نفوذ در داخل حفره ها، نفوذ در سطح حفره ها و جذب توسط سایت های فعال زغال می توانند موثر باشند. در این تحقیق اثر عواملی همچون درجه حرارت، اندازه دانه، غلظت محلول و شدت تلاطم برمکانیزم جذب و مرحله کنترل کننده سرعت بررسی شده و مقدار عددی کمیت های سینتیکی از طریق مقایسه داده های آزمایشگاهی با روابط نظری تعیین و ارائه شده اند.

حضور ناخالصی های اکسیدی که به صورت گوناگون در محصول نهائی ریختگی آلیاژهای آلومینیمی وارد می شوند بر خواص فیزیکی، شیمیائی و مکانیکی تاثیر می گذارند. خواص الکتروشیمیائی آندهای فداشونده نیز که از طریق ریخته گری تولید می شوند تحت تاثیر این ناخالصی ها قرار دارند. جهت بررسی اثر این نوع ناخالصی های اکسیدی بر خواص الکتروشیمیائی آند Al-Zn-In سه روش افزایش ارتفاع بارریزی، افزایش برگشتی و همزدن مذاب مورد استفاده قرار گرفت تا با ورود ناخالصی اکسیدی به مذاب میزان کاهش خواص الکتروشیمیائی (ظرفیت جریان، پتانسیل و راندمان) معین و مشخص گردد. حضور پوسته های اکسیدی اثر تلاطم مذاب در حین ریخته گری می تواند با ایجاد یک سطح غیرخیس شونده جوانه زنی حفرات گازی را نیز تشویق نموده و تاثیر مضاعفی بر کاهش ظرفیت جریان داشته باشد. حضور اکسیدهای غوطه ور در مذاب که بعد از انجماد در قطعه محبوس می گردند عامل دیگری در کاهش ظرفیت جریان می باشند. در این تحقیق جهت بررسی تاثیر ارتفاع بارریزی بر عملکرد آند، مذاب با دمای 750 درجه سانتیگراد از ارتفاع 30، 60، 120، 240، 360 و 480 میلیمتر درون قالب ریخته شد و پس از هر مرحله نیز نمونه برداری جهت آزمایش های بعدی صورت گرفت. تاثیر برگشتی نیز با استفاده از مقادیر 15، 30، 45 و 60 درصد وزنی از براده های آلیاژی مورد مطالعه قرار گرفت. همزدن مذاب در زمان های 1، 2، 3، 4 و 5 دقیقه با وارد نمودن اکسیدهای سطحی به داخل، در کاهش خواص الکتروشیمیائی مؤثر بود. نتایج نشان داد که سه عامل ذکر شده بر مشخصات الکتروشیمیائی آند تاثیر منفی دارد.

در این پژوهش تاثیر سه متغیر گاززدایی مؤثر در ریخته گری دقیق بر خواص مکانیکی و سلامت قطعات، مورد بررسی قرار گرفته است. قطعه مورد بررسی یکی از قطعات هوایی موسوم به لولا می باشد که از نظر کلاس بندی قطعات هوایی درجه A1 را به خود اختصاص داده و به دلیل پیچیدگی شکل ظاهری و کیفیت بالای مورد نیاز به روش ریخته گری دقیق و از جنس آلیاژ آلومینیوم A356 تولید می گردد. متغیرهای در نظر گرفته شده شامل مدت زمان دمش گاز آرگون، دمای مذاب در حین گاززدایی و دبی گاز آرگون بوده است. پس از انجام عملیات آماده سازی قالب و تهیه مدل مومی، قطعات ریخته گری شده و مورد عملیات حرارتی قرار گرفتند. در نهایت قطعات به دست آمده مطابق با استانداردهای هوایی و با توجه به کلاس قطعات، مورد آزمایش های کنترل کیفی مانند رادیوگرافی، بررسی ابعادی، آزمایش کشش، سختی سنجی، بازرسی با مایع نافذ و همچنین آنالیز شیمیایی قرار گرفته و در نهایت بهترین حالت از متغیرهای گاززدایی به منظور رسیدن به بهترین کیفیت تعیین گردید.

در این تحقیق، با استفاده از فرآیند اکستروژن در کانال زاویه دار همسان (ECAE)، در فصل مشترک لایه های تسمه دولایه /Cu Al یک جوش سرد نسبی ایجاد کرده و استحکام جوش تولید شده بررسی گردید. نتایج آزمایش ها مبین آن است که اندازه زوایای قالب، نسبت ضخامت و نحوه قرار گیری لایه ها بر امکان اتصال لایه ها تاثیر می گذارند. به این ترتیب که با افزایش زوایای داخلی و گوشه خارجی قالب، تغییر شکل آستانه برای ایجاد جوش افزایش می یابد. درحالیکه با کاهش نسبت ضخامت مس به آلومینیم و قراگیری لایه مسی در مجاورت زاویه داخلی جوش پذیری بالا می رود. همچنین به منظور شناخت ماهیت مورفولوژیکی فصل مشترک، سطوح شکست توسط میکروسکپ الکترونی روبشی مطالعه گردید و یک مدل ریاضی براساس تئوری های مکانیک شکست برای پیش بینی وضعیت فصل مشترک لایه ها ارائه گردیده است.

سرباره های کوره بلند (چدن سازی) و کنورتور (فولادسازی) را بعد از جداسازی مغناطیسی با سنگ آهک مخلوط نموده و شش نمونه با نسبت های مختلف از ترکیبات فوق تهیه گردید. مواد خرد شده در یک کوره دوار نیمه صنعتی 1 ساعت در دمای 0C1350 پخته شد. کلینکرهای حاصل سرد، خرد و با 3 درصد ژیپس مخلوط و سپس آسیاب کاری شده تا حدی که نرمی آن به cm2/g 3300 رسید. زمان های گیرش، اولیه و نهایی، درصد آب برای گیرش، ثبات حجم، آهک آزاد و استحکام فشاری و شکست آن بعد از 3، 7 و 28 اندازه گیری شد. نمونه هایی که دارای فاکتور آهک اشباع بالاترهستند دارای C3S بالاتر و خواص مکانیکی بهترمی باشند. سیمان حاصل از مخلوط 49 درصد سرباره کوره بلند و 43 درصد سنگ آهک و 8 درصد سرباره کوره بلند را با 10 درصد سرباره کوره بلند مخلوط کرده و ملاحظه گردید که استحکام بتن آن بالاتر از استاندارد سیمان پرتلند نوع اول می باشد.

فولادهای فنر به طور عمده در صنعت ساخت قطعات خودرو و خصوصا سیستم تعلیق خودروها مورد استفاده قرار می گیرند. وظیفه قطعات ساخته شده از فولاد فنر که در سیستم تعلیق خودروها استفاده می شود، مهار کردن اکسل ها در زمان اعمال گشتاورهای حرکت یا ترمز کردن و سایر نوسانات ناگهانی در حین حرکت است. از آنجا که قطعات ساخته شده از فولاد فنر و مورد کاربرد در سیستم تعلیق خودرو نقش ایمنی دارند، لذا وجود ترک در این نوع قطعات مطلوب نبوده و سبب شکست و حادثه برای خودرو و سرنشینان خواهد شد. با توجه به اینکه این فولاد در شرایط کوئنچ-بازپخت تولید می شود، در پژوهش حاضر سعی شده تاثیر سیستم خنک کاری در حین عملیات حرارتی بر فرآیند ایجاد ترک بررسی گردد. از این رو نمونه هایی از میان مواد اولیه مورد مصرف یعنی فولاد 55Cr3، به طور تصادفی و طبق استانداردهای نمونه گیری انتخاب و آزمون های متعدد بر روی این نمونه ها از جمله: انجام عملیات حرارتی شامل آستنیته، کوئنچ و بازپخت، ساچمه زنی، ترکیابی، سختی سنجی، متالوگرافی و تست کشش انجام شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که از جمله علل ایجاد ترک در قطعات شرایط روغن و سیستم خنک کننده می باشد که شرایط بهینه برای هر کدام در این تحقیق معرفی شده است.

در این پژوهش تاثیر میزان درصد بایندر کبالت و عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مکانیکی سرمت های WC-Co مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از پودرهای کاربید تنگستن با سه ترکیب WC-6Co، WC-10Co و WC-14Co استفاده گردید.عملیات حرارتی زینترینگ نیز در دماهای 1350، 1400 وoC1450 انجام شد. جهت بررسی ریزساختار نمونه ها، میکروسکپ الکترونی روبشی و اندازه گیری اشباع مغناطیسی به کار گرفته شد. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، سختی سنجی و استحکام گسیختگی عرضی اندازه گیری گردید.

در این پژوهش تاثیر عملیات تمپر بر فولاد 30CrMnSi که یک فولاد متوسط کربن پر مصرف برای ساخت مخازن جداره ضخیم و جداره فوق ضخیم است، بررسی شده است. بدین منظور تعدادی نمونه ضربه مطابق استاندارد EN 10045 تهیه شد و در دمای 890 درجه سانتیگراد آستنیته گردید. تمام نمونه ها در محیط کوئنچ روغن سرد شدند و سپس در دماهای مختلف شامل 200، 250، 350، 450، 500 و 600 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت تمپر گردیدند و آنگاه در هوا سرد شدند. نمونه ها در دمای محیط و دماهای 10 و 40 درجه سانتیگراد زیر صفر تحت آزمایش ضربه قرار گرفت و نمودار انرژی ضربه بر حسب دمای تمپر ترسیم گردید. تمام نمونه ها متالوگرافی، عکس برداری و همچنین سخنی سنجی شدند. نتایج نشان داد درمحدوده دمائی تمپر 400 - 250 درجه سانتیگراد انرژی ضربه در هر سه درجه حرارت تست شده تا حدودی کاهش یافته است، یعنی فولاد مذکور به تردی تمپر در این محدوده دمائی حساس است.