فهرست مطالب

نشریه مهندسی متالورژی و مواد
سال بیست و دوم شماره 2 (پاییز و زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/11/05
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهرداد کاشفی، میثم شیخ امیری، محمودرضا قندهاری صفحه 1
    کربن دهی قطعات صنعتی از جنس فولاد کم کربن با هدف بهبود عمل کرد آن ها، کاری رایج به شمار می آید. کنترل دقیق درصد کربن سطح قطعات کربن دهی شده، مهم ترین عامل در رسیدن به خواص مورد نظر است. روش های متفاوتی برای تعیین درصد کربن سطح فولاد وجود دارند، اما همه ی آن ها زمان بر و پرهزینه اند. افزون بر این، امکان آزمودن همه ی نمونه ها در آن ها وجود ندارد. در این پژوهش، کارایی روش غیرمخرب جریان گردابی در تعیین درصد کربن سطح فولاد بررسی و اثبات شد. آزمون جریان گردابی به منظور بررسی ارتباط بین ولتاژ ورودی و خروجی و امپدانس نرماله شده با درصد کربن انجام گرفت، و نتایج حاصل نشان گر ارتباط خوب بین امپدانس نرماله شده ی بهدست آمده از آزمون جریان گردابی با درصد کربن سطح قطعات بود. بیش ترین ضریب همبستگی برای تعیین درصد کربن برابر با R2=0.82 به دست آمد. آزمون جریان گردابی در سه دمای متفاوت انجام شد و با استفاده از نتایج آن، رابطه ای برای تعیین دقیق تر درصد کربن سطح فولاد در دماهای متفاوت ارایه شد.
  • جواد راستی صفحه 9
    توزیع اندازه ی دانه حین رشد دانه در فولادهای زنگ نزن آستنیتی به سه روش مقطع زنی متوالی، شبیه سازی سه بعدی مونت کارلو و مدل ابراز- لوک بررسی شد. نتایج نشان دادند که توزیع حجمی دانه ها در تعداد کم دانه بر توزیع نرمال لگاریتمی منطبق است، در حالی که برای تعداد زیاد دانه بر توزیع گاما منطبق می باشد. رشد غیر عادی دانه در فولاد H304 حین تاب کاری رخ داد، و این می تواست ناشی از حضور رسوب کاربید کرم بر روی مرز دانه ها درون ساختار اولیه باشد. جدایش حاصل از انحلال این کاربیدها، تحرک مرز دانه را کاهش داد. در این فولاد با تخمین غلظت کرم در مرز دانه، رابطه ای زمانی برای تحرک مرز دانه به دست آمد. روشی هم برای یافتن درصد خطای تعیین اندازه ی دانه در سطح مقطع متالوگرافی ارائه شد.
  • مجتبی برزگری، محمدحسین میرباقری صفحه 21
    هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تاثیر هندسهی راهباره در مجموعه های راهگاهی فشاری در فرایند ریختهگری با قالب ماسهای است. عدم طراحی مناسب هندسهی راهباره میتواند منجر به وقوع پدیدهی ماسهشویی در فرایند ریختهگری شود. با این هدف، ابتدا مدلی بهشکل یک صفحهی نازک دو بعدی طراحی شد، و با تغییر شیب راهباره و سطح مقطع آن بهطور منظم، تاثیر فشار در راهباره بهروش حل عددی اختلاف محدود شبیهسازی شد. سپس، عامل فشار بدون بعد که نسبت شیب تغییرات فشار به انرژی جنبشی در طول یک کانال جریان است، برای طرحهای مختلف مقطع طولی کانال راهباره با استفاده از نتایج شبیهسازی بهدست آمد تا به این ترتیب، تاثیر متغیرهای شیب و سطح مقطع راهباره در آنها مشخص شود. در مرحلهی دوم، با ریختهگری مذاب آلومینیم در قالبهای ماسهای که یک طرف آن شیشه نسوز قرار داده شده بود، تاثیر تغییر مقطع راهباره و شیب آن در پدیدهی ماسهشویی بهکمک روش عکسبرداری و نیز تراشکاری سطح فوقانی صفحهی آلومینیمی بررسی شد. نتایج نشان دادند که هر گونه تغییر در مقطع راهباره که بتواند منجر به تغییر در مقدار عامل شود، بهطور همزمان میتواند با افزایش تنش برشی بر روی دیواره های درونی راهباره، منجر به ماسهشویی شود. مقایسهی نتایج مدل حاضر با نتایج بهدست آمده از عکسبرداری، درستی مدل بهکار رفته را بهخوبی تایید میکند، بهگونهای که در زاویه های راهبارهی 56 و 71 درجه و یا کاهش سطح مقطع راهباره به میزان یک چهارم سطح مقطع اولیه، بیشترین مقدار ماسهشویی در ریختهگری رخ داد.
  • خدامراد عباس زاده، حسن ثقفیان، شهرام خیراندیش صفحه 37
    در این پژوهش، تاثیر زمان آس تمپرینگ بر ریزساختار، خواص کششی و مقاومت به ضربه ی فولاد فوق مستحکم کم آلیاژ AC6D بررسی شد. برای رسیدن به این هدف، ابتدا نمونه ها در دمای oC 910 آستنیته شدند و پس از آن، عملیات حرارتی آس تمپرینگ در دمای oC 330 به مدت زمان های 5/3، 5، 5/7، 10، 5/12، 15، 20 و 1440 دقیقه، و سرد کردن سریع بعدی در روغن برای به دست آوردن ریزساختارهای مختلف انجام شد. از میکروسکپ نوری و الکترونی روبشی(SEM) برای مطالعه ی ریزساختارها، و از دستگاه های کشش و ضربه (نوع چارپی) برای ارزیابی خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج حاصل نشان دادند که با افزایش زمان آس تمپرینگ، استحکام تسلیم و کششی فولاد با ریزساختار بینایت پایینی- مارتنزیت در مقایسه با فولاد مارتنزیتی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد، ولی انرژی ضربه و انعطاف پذیری آن با افزایش زمان آس تمپرینگ همواره افزایش می یابد. بررسی های ریزساختاری نشان دادند که علت وجود نقطه ی بیشینه در نمودار استحکام - زمان آستمپرینگ، تقسیم شدن دانه های آستنیت اولیه و کاهش اندازه ی بسته های مارتنزیت توسط بینایت پایینی و ممانعت از تغییر شکل موم سان بینایت پایینی به وسیله ی مارتنزیت سخت اطراف آن است. ظاهر سطح شکست نمونه های ضربه با ریزساختار بینایت پایینی- مارتنزیت ترکیبی از سطح شکست شبه ترد، بافت رشته گونه ی ناشی از تغییر شکل موم سان و ریزفرورفتگی داشت، اما سطح شکست نمونه های ضربه با ریزساختار مارتنزیتی از نوع ترد بین دانه ای بود.
  • محمد تقی همدانی، واهاک مارقوسیان، حسین سرپولکی صفحه 49
    میسریت یک کانی سیلیکات کلسیم- پتاسیم است که به روش شیشه سرامیک سنتز می شود. این ترکیب دارای ساختار سیلیکات زنجیره ای بوده و جزو خانواده ی شیشه سرامیک های چقرمه به حساب می آید. در این تحقیق، عوامل موثر بر تشکیل فاز میسریت در نظر گرفته شدند، و نقش افزودنی های P2O5، CeO2، Al2O3 و B2O3 در آن بررسی شد. نتایج نشان دادند که حضور CeO2 تشکیل فاز میسریت را تسریع می کند، ولی P2O5 مانع تشکیل آن می شود. با این حال، حضور آن باعث ایجاد فاز فلوئر آپاتیت با خواص زیست سازگاری می شود. از سوی دیگر، حضور افزودنی هایی نظیر Al2O3 و B2O3 در کنار CeO2، به افزایش فاز میسریت منجر خواهد شد. در نهایت، نمونه های مختلفی با حضور مقادیر متفاوتی از فلوئر تهیه شدند و تشکیل فاز میسریت در آن ها بررسی شد. نتایج ریزساختاری نشان دادند که میسریت تشکیل شده دارای ساختار میله-ای در هم تنیده به قطر m 5 و طول حدود m 60 است. این ریزساختار باعث افزایش استحکام مکانیکی ترکیب شد.
  • حسین مومنی، سید حسین رضوی، سعید شبستری صفحه 63
    در این تحقیق، تف جوشی فراجامد در حضور فاز مایع پودر آلیاژ آلومینیم 2024 از نوع پیش آلیاژ بررسی شد. آزمون های تحلیل تغییرات حرارتی (DTA) و تعیین تغییرات حرارتی وزن(TGA) در دو محیط خلاء و نیتروژن انجام شدند. محیط نیتروژن به دلیل تشکیل نیترید آلومینیم، فرایند چگالش را بهبود داد. بیش ترین چگالی در دمای C 610 و درون محیط نیتروژن به دست آمد، و این مقدار 8/98 درصد چگالی نظری بود. با افزودن 1/0 درصد قلع، تف جوشی بهبود یافت، و چگالی نمونه های تف جوشی شده در دمای °C 610 به 3/99 درصد میزان نظری افزایش یافت. نتایج نشان دادند که با افزودن 1/0 درصد قلع، سختی و استحکام خمشی نمونه ها به ترتیب 2/5 و 4/4 درصد افزایش مییابند.
  • سید امین رونقی، علیرضا کیانی رشید صفحه 73
    در این تحقیق، پدیدهی گرافیتزایی در فولاد هایپریوتکتویید تجاری نوع CK100 با ساختار اولیهی مارتنزیتی طی عملیات حرارتی بازپخت بررسی شده است. مشاهدات انجام شده به وسیلهی میکروسکپهای نوری و الکترونی روبشی نشان دادند که ذرات گرافیت به دلیل تجزیهی کاربیدهای حاصل از تابکاری ریزساختار مارتنزیتی، در زمینهی فریتی شکل گرفتهاند. افزون بر این، با انجام آزمونهای دیلاتومتری، رفتار گرافیت زایی فولاد مذکور در دماهای متفاوت تابکاری بررسی شد، و پس از تحلیل داده های حاصل از آن، پیروی این استحالهی فازی از رابطهی جانسن- مل – اورامی مورد تایید قرار گرفت. در ادامه، به کمک داده های به دست آمده از نمودارهای دیلاتومتری، نمودار TTT مربوط به استحالهی گرافیت زایی در گسترهی دمایی مورد مطالعه ترسیم شد و دمای بهینه برای گرافیت زایی به دست آمد.
|
  • Mehrdad Kashefi, Misam Shaykh Amiri, Mohammad Reza Ghandehari Page 1
    Carburization is a common way to improve the performance of low carbon steel components used in industries. Accurate control of surface carbon content of carburized steels is the most important factor for the obtainment of desirable properties. A variety of methods exists for determination of surface carbon content, however, all of them are expensive and time consuming, and accordingly, all the samples cannot be tested. In this research, the capability of Eddy Current nondestructive method for determination of surface carbon content of steel components was evaluated. The Eddy Current tests were performed in order to determine the relationship between the surface carbon content and the normalized impedance, the input and output voltages. The results showed an appropriate relationship (with R2=0.82) between the surface carbon content and the normalized impedance. Moreover, the effect of test temperature on the mentioned relationship was also investigated. The relationship obtained in this way was suitable for the determination of the surface carbon content of the steel in a more accurate fashion.
  • Javad Rasti Page 9
    Grain size distribution during grain growth in austenitic stainless steels was investigated using three different methods, namely serial sectioning analysis, 3D Monte Carlo simulation, and Abbruzzese-Lucke statistical approach. The results showed that the volumetric grain distribution can be well estimated by the log-normal and gamma distribution models for the low and high number of grains, respectively. The abnormal grain growth was taken place in 304H steel during annealing, probably due to the presence of chromium carbide on the grain boundaries within the initial microstructure. The segregation resulted from dissolution of these carbides decreased the grain boundary mobility. A time-dependent equation was obtained for the mobility of grain boundary in this steel after the estimation of chromium content in the grain boundary areas. Moreover, a method was introduced for quantitative evaluation of the error during the measurement of grain size using the metallographic cross sections.
  • Mojtaba Brzegari, S.Mohammad Hosin Mirbagheri Page 21
    In this investigation, the effect of gaiting system geometry during sand casting process has been studied. Sand erosion is one of the most important defects, which is caused due to the incorrect design of the gaiting system. In this study, a thin plate bench-mark was designed, and the pressure field was simulated for the cases of different slopes and cross-sections of the in-gate using Finite Volume Method (FVM). The dimensionless pressure parameter Cinp for the in-gate was calculated with the help of the simulation results. In the second stage, aluminium was molded in a sand mold with a Pyrex glass face. Then, the sand erosion phenomenon was examined using the photography technique, and through machining the upper surface of the aluminum thin plate. The results indicated that the maximum sand erosion during the casting process occurred for the in-gates having the slopes of 56 or 71 degree with a cross section experiencing a reduction of 25% from the initial cross-section.
  • Khodamorad Abbaszadeh, Hasan Saghafian, Shahram Kheirandish Page 37
    In this research, the influence of austempering time on the microstructure, tensile and impact properties of the ultrahigh strength D6AC steel was studied. For this purpose, samples were first austenitized at 910° C for 40 minutes, and then austempering treatment at 330° C for 3.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 20 and 1440 minutes with the subsequent oil-quenching stage was conducted in order to obtain different steel microstructures. Steel microstructures were examined using the optical and scanning electron microscopes. Mechanical properties of steel samples were determined by performing the tensile and Charpy impact tests. The results showed that the yield and tensile strengths of the samples with lower bainite-martensite microstructure first increased and then decreased with increasing the austempering time when compared with the martensitic steel. However, its impact energy and ductility always increases with increasing the austempering time. Microstructural examinations showed that the onset of a peak in the strength-austempering time curve is due to the partitioning of the prior austenite grains by lower bainite and the plastic constraint which is induced on the lower bainite by the surrounding hard martensite. The fracture surface of impact samples with lower bainite-martensite microstructure showed a mixed mode including the quasi-cleavage and the ductile fracture represented by dimples. However, the fracture surface of the impact sample with martensitic microstructure exhibited the brittle intergranular fracture phenomenon
  • Mohammad Taghi Hamedani, Vahak Marghussian, Hosin Sarpoolaky Page 49
    Miserite is a kind of potassium-calcium silicate mineral, which can be synthesized by glass-ceramic route. This compound has a chain silicate structure, and is considered to be one type of the tough glass ceramic materials. In the present study, the effects of some important parameters on the formation of Miserite phase were studied, and the influence of CeO2, P2O5, Al2O3 and B2O3 additives was investigated. The results showed that CeO2 accelerated the formation of Miserite, whereas P2O5 suppressed the phase formation. However, it led to the formation of Fluorapatite, which is a bioactive phase. On the other hand, the presence of Al2O3 and B2O3 additives along with CeO2 resulted in an increase in the Miserite formation. Finally, some test samples with different amounts of fluor were produced, and the formation of Miserite in these samples was investigated. The results of microstructural examinations showed that the produced Miserite has interlocking rod shape crystals with the diameter and length of 5 and 60 microns, respectively. This microstructure caused the strength of the compound to increase.
  • Hosin Momeni, S. Hosin Razavi, Said Shabestari Page 63
    In this research, supersolidus liquid-phase sintering of aluminum alloy 2024 in pre-alloyed condition was investigated. Differential thermal analysis (DTA) and thermal gravimetric analysis (TGA) were carried in nitrogen and vacuum atmospheres. The densification process was improved within the nitrogen atmosphere due to the formation of aluminum nitride (AlN). The maximum density was achieved at 610 ºC in nitrogen atmosphere. This process led to produce samples with a relative density of 98.8%. The relative densities after sintering increased to the maximum value of 99.3% with the addition of 0.1 wt.% Sn. The results showed 5.2 and 4.4% increase in the hardness and bending strength, respectively, with the addition of 0.1 wt.% Sn.
  • S. Amin Ronaghi, Ali Reza Kiani Rashid Page 73
    In present research, the graphitization behaviour of the hypereutectoid steel CK100 with the initial martensitic microstructure has been studied. The optical and scanning electron microscopic observations showed that the graphite particles were formed within the ferritic matrix due to the dissociation of carbides during annealing of the martensitic steel. The graphitization behaviour of the steel was examined at various temperatures using the dilatometric tests, and the results obtained from these tests were consistent with those predicted by the Johnson-Mehl-Avrami equation. Moreover, the TTT diagram corresponding to the graphitization phenomenon was obtained from the results of dilatometric tests and then, the optimum temperature of the graphitization was determined.