فهرست مطالب

مجله مواد نوین
سال دوم شماره 2 (پیاپی 6، زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/06/25
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهدی عزیزیه، علیرضا صادقی، امیرحسین کوکبی صفحه 1
    در این پژوهش اتصال آلیاژ آلومینیوم 1100 به آلیاژ منیزیم AZ31 با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، محدوده ی سرعت چرخش 400 تا 800 دور در دقیقه و سرعت حرکت 15 تا 30 میلیمتر بر دقیقه، در حالتی که ابزار تنها در قسمت منیزیمی اتصال وارد می شود، به عنوان شرایط بهینه ی اتصال جهت ایجاد جوش بدون عیب مشخص گردید. تشکیل ترکیبات بین فلزی در منطقه ی جوش در نتایج آزمون پراش اشعه ی ایکس نمونه های جوشکاری شده ی معیوب مشاهده شد. هم چنین، بیش ترین استحکام کششی در نمونه ی جوش داده شده با سرعت چرخش 570 دور در دقیقه و سرعت حرکت 20 میلیمتر بر دقیقه برابر با 122 مگاپاسکال بدست آمد. نتایج آزمون پراش اشعه ی ایکس وجود ترکیبات بین فلزی را در نمونه های اتصال کم استحکام نشان داد. در حالی که در نمونه های جوشکاری شده که استحکام بالایی داشتند، این فازها مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ منیزیم، ویژگی های مکانیکی، ریزساختار
  • مهدی ثقفیان، محمدرضا شبگرد، هادی عیوضی باقری، بابک سعدی زاده صفحه 13
    در این پژوهش تاثیر پارامترهای ورودی فرآیند سختکاری القایی(توان، فاصله کویل تا میل لنگ و زمان القای جریان) بر پارامترهای خروجی) سختی سطح و تغییرات عمق ناحیه سختکاری شده(، در عملیات سختکاری میل لنگ های میکروآلیاژی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می دهند که با افزایش توان و زمان القای جریان، مقدار سختی سطح بیش تر شده و عمق منطقه ی سختکاری شده افزایش می یابد. هم چنین، با افزایش فاصله ی بین کویل و میل لنگ، مقدار سختی بدست آمده کاهش می یابد. براساس نتایج بدست آمده مشخص شد که در تمامی میل لنگ های مورد آزمایش، سختی سطح پینها (نشیمنگاه ها) در بخش بالایی آنها، بیش از بخش پایینی آن هاست. به گونه ای که این عامل می تواند موجب سایش زودرس میل لنگ ها شده و عمر آن ها را کاهش دهد.
    کلیدواژگان: توان، زمان القای جریان، سختی سطح، عمق سختی
  • سارا پولادی، محمدحسین شریعت، محمد ابراهیم بحرالعلوم صفحه 27
    در این پژوهش یک حمام آبکاری الکتریکی جدید، جهت رسوب دهی پوشش های آلیاژی پایه نیکلی Ni-Zn-P و نانوکامپوزیتی Ni-Zn-P/nano SiC روی ورق فولادی کم کربن معرفی شد. بهینه ی ترکیب شیمیایی حمام نیز با بررسی مقدار ترک در پوشش به کمک میکروسکوپ روبشی الکترونی (SEM) تعیین شد. هم چنین، مقایسه ای بین رفتار خوردگی پوشش های آلیاژی بدست آمده از حمام با غلظت های متفاوت اسید فسفریک و پوشش های نانوکامپوزیتی نیز در محلول wt%5/3 کلرور سدیم به وسیله ی نمودار های تافل و امپدانس مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: آبکاری الکتریکی، پوشش آلیاژی، پوشش نانوکامپوزیتی، مقاومت به خوردگی، Ni Zn P، Ni Zn P، nano SiC
  • محمد امین رعنایی، محمد محسن مشکسار صفحه 43
    از میان روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، فشار در کانال های هم مقطع زاویه دار(ECAP)، برای تولید موادی با ساختار بسیار ریز، قابلیت استحکام بالا و خواص فیزیکی مطلوب فرآیندی موثر است. در این پژوهش خواص مکانیکی، رسانایی الکتریکی و سایش الکتریکی مس خالص تولید شده به روش ECAP مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا قالبی با دو کانال عمود بر هم و انحنای بیرونی 37 درجه، همراه با یک سمبه طراحی و ساخته شد. مس خالص طی هشت مرحله (پاس) مورد فرآیند ECAP قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمایش های مکانیکی نشان دادند که با افزایش تعداد پاس ها تا مرحله ی پنجم تنش تسلیم به گونه پیوسته افزایش یافته و از این مرحله به بعد، تا مرحله ی هشتم به تدریج کاهش می یابد. از سوی دیگر، روند تغییرات هدایت الکتریکی با تنش تسلیم ماده متفاوت بوده به گونه ای که این کمیت تا مرحله ی پنجم کاهش یافته و از این مرحله به بعد، با افزایش مراحل اکستروژن اندکی افزایش می یابد. هم چنین، برای نخستین بار رفتار سایشی مس خالص تولید شده به روش ECAP، طی فرآیند تخلیه الکتریکی بررسی گردید. نتایج بدست آمده مشخص کرد که با افزایش پاس ها و ریز شدن دانه بندی فلز مس، سایش الکتریکی آن نسبت به نمونه ی نخستین در شرایط آزمایشگاهی یکسان کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: فشار در کانال های هم مقطع زاویه دار، هدایت الکتریکی، تخلیه الکتریکی، سایش الکتریکی
  • اکبر الصاق صفحه 57
    هدف از انجام این پژوهش، بهینه سازی شرایط عملی سنتز سل- ژل است. این بهینه سازی به منظور سنتز ذراتی مناسب برای اهداف پزشکی و دارو رسانی رادیوایزوتوپ ها و بویژه لانتانیدهایی که اشعه ی بتا ساطع می کنند انجام شد. به همین منظور، در ابتدا ذرات سیلیکاتی با استفاده از روش سل- ژل سنتز شدند و ویژگی های فیزیکی آنها با استفاده از تصاویر SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفت. سپس اثر ایجاد تغییر در نسبت مولی واکنش دهنده ها شامل، اسید و پیش ماده سیلیکاتی بر ریخت شناسی و اندازه ذرات بررسی شد. هم چنین، تاثیر نوع اسید و پیش ماده سیلیکاتی مورد استفاده در واکنش نیز مورد بررسی قرار گرفت و محصولات حاصل از واکنش در حضور اسید های گوناگون و دو نوع پیش ماده سیلیکاتی مورد بررسی قرار گرفتند. زمان انجام واکنش به عنوان عاملی بسیار مهم در مرحله ی هضم محصولات که در تعیین اندازه ذرات و مقدار کلوخه شدن محصول نقشی مهم دارد، بررسی شد. در نهایت، شرایط بهینه برای ساخت نانو ساختارهای کروی سیلیکاتی با توزیع قطر یکسان پیشنهاد شد. در این شرایط بهینه، نانو ذراتی با قطر 50 تا 80 نانومتر بدست آمد. این نانو ذرات را می توان به عنوان سامانه های رهایش کنترل شده دارو بکار برد.
    کلیدواژگان: نانو ساختار ها، سل، ژل، ریخت شناسی، میکروسکوپ الکترونی
  • مهدی حیدری، مهدی جاویدی صفحه 71
    در این پژوهش، بازدارندگی یکی از مشتقات ایمیدازولین بر خوردگی CO2 فولاد کربنی ساده و اثر یون های ید بر عملکرد آن با استفاده از آزمون پتانسیودینامیک در محدوده ی تافل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ی بازدارندگی ایمیدازولین در محلول 3 درصد کلرید سدیم اشباع شده با CO2 در برابر خوردگی شیرین فولاد کربنی ساده بوده است. هم چنین، مشاهده گردید که ایمیدازولین از جمله بازدارنده های آندی-کاتدی بوده و بازده ی بازدارندگی آن وابسته به غلظت است و با افزایش غلظت آن در محلول افزایش می یابد. افزودن % KI2/0 به سامانه باعث افزایش بازدهی ایمیدازولین شده و اثر هم افزایی بین KI و ایمیدازولین مشاهده گردید. هم چنین، پارامتر هم افزایی محاسبه شده بزرگ تر از واحد بود که تایید کننده ی اثر هم افزایی در نتیجه ی ترکیب ایمیدازولین و یدید پتاسیم می باشد. جذب مولکول های بازدارنده ی ایمیدازولین روی سطح فولاد به تنهایی و در حضور % KI2/0 از ایزوترم جذب لانگمویر پیروی کرده و جذب آن روی سطح به صورت شیمیایی بوده است. بررسی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده ی تشکیل فیلم محافظ در حضور ایمیدازولین و یکنواخت تر شدن آن به دلیل افزودن یدید پتاسیم به سیستم بود.
    کلیدواژگان: خوردگی شیرین، فولاد کربنی ساده، ایمیدازولین، تافل، لانگمویر
  • کیانوش طاهر خانی، فرزاد محبوبی صفحه 85
    این مقاله به تاثیر پارامترهای نیتروژن دهی، فرکانس و چرخه کاری بر قطعات با هندسه پیچیده در دو روش نیتروژن دهی پلاسمایی معمولی و نیتروژن دهی پلاسمایی با توری فعال می پردازد. در این پژوهش عملیات نیتروژن دهی در دمای °C 500، چرخه های کاری 40%، 60%، 80% و فرکانس های 8 و 10 کیلو هرتز روی نمونه های شیار دار از جنس AISI H13 با ضخامت های شیار 2، 4، 6، 8، 10 میلی متر به مدت 5 ساعت به دو روش معمولی و توری فعال انجام گرفت. تمامی نمونه های عملیات شده به کمک آزمایش های متالوگرافی، ریز سختی سنجی، زبری سنجی، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پراش اشعه ی ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان دادند که زبری و سختی سطح در هر دو روش با افزایش چرخه کاری زیاد می شود. در روش نیتروژن دهی پلاسمایی معمولی در چرخه کاری 80% و با ضخامت شیار 2 میلی متر پدیده کاتد توخالی رخ می دهد که منجر به بیش گرمایش نمونه شده و در نتیجه، باعث افزایش زبری سطح و کاهش سختی سطح می شود. این پدیده در روش نیتروژن دهی پلاسمایی به روش توری فعال رخ نمی دهد. ریخت شناسی سطح نمونه های نیتروژن پلاسمایی شده به روش معمولی شامل ذرات گل کلمی شکل می باشد. در حالی که نمونه های نیتروژن دهی پلاسمایی شده به روش توری فعال از ذرات نیتریدی به شکل هگزاگونال با توزیع یکنواخت پوشیده شده اند. هم چنین، نتایج XRD نشان داد که در هر دو روش نیتروژن دهی پلاسمایی روی کلیه سطوح فازهای ε و ́γ تشکیل می شود.
    کلیدواژگان: چرخه کاری، فرکانس، نیتروژن دهی پلاسمایی معمولی، نیتروژن دهی پلاسمایی با توری فعال
  • سمانه بیگلر، حسین سرپولکی، علی نعمتی، علیرضا سوری صفحه 97
    جرم های ریختنی دیرگداز به گونه ی گسترده در بسیاری از کاربردهای دما و فشار بالا مثل فرآیندهای پتروشیمی، کوره های صنعتی و بویژه در صنعت آهن و فولاد بکار می روند. تلاش های زیادی برای بهبود کیفیت جرم های ریختنی دیرگداز از راه کاهش مقدار سیمان یا افزودنی های گوناگون انجام گرفته است. در این پژوهش تاثیر زیرکن بر ریز ساختار و ویژگی های جرم های بسیار کم سیمان ULCC اسپینلی مورد بررسی قرار گرفته است. از موادی همچون آلومینای تبولار با دانه بندی های گوناگون به عنوان اگریگیت، آلومینای راکتیو، منیزیا ددبرن و میکروسیلیس به عنوان مواد اولیه و زیرکن به عنوان افزودنی استفاده شد و تشکیل اسپینل درجا و نقش زیرکن بر ریز ساختار و تشکیل فازها به وسیله ی پراش اشعه یx (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که ویژگی های فیزیکی و مکانیکی با افزودن 2، 4 و6 درصد زیرکن در نمونه های پخت شده در دمای Co1400 و Co1600 به مدت 2 ساعت، بهبود یافته است. هم چنین، تجزیه ی زیرکن در حدود دمایCo1400 آغاز و در Co1600 به پایان رسیده است که در نتیجه ی واکنش زیرکن با آلومینا، کامپوزیت ZrO2- شبه مولایت (کیانیت) در زمینه ی جرم دیرگداز تشکیل شده است که با توجه به نظر برخی پژوهشگران با افزایش دما قابلیت تبدیل به مولایت را دارا می باشد. هم چنین، در دمای C o1600 در همه ی بدنه ها استحکام فشاری بسیار بالایی (بالاتر از 125 مگا پاسکال) به دلیل وجود فازهای کیانیت و اسپینل مشاهده شد.
    کلیدواژگان: جرم ریختنی، زیرکن، اسپینل، کیانیت
|
  • M. Azizieh, A. R. Sadeghi, A. H. Kokabi Page 1
    In this study, friction stir welding (FSW) was used for joining AL-1100 to AZ31. In the rotation speed between 400 to 800rpm and travel speed between 15 to 30mm/min, in the condition that stirring pin was inserted in Mg side of weld, friction stir welded samples without any defect were made. In high rotation speed, intermetallic compounds were seen in the XRD results of the stir zone. The best tensile strength, about 122MPa, was reached in rotation speed of 570rpm and travel speed of 20mm/min.
    Keywords: Friction stir welding, Aluminum alloy, Magnesium alloy, Mechanical properties, Microstructure
  • M. Saghafian, M.R. Shabgard, H. Eivazi Bagheri, B. Sadizade Page 13
    In present research, the influence of input parameters in induction hardening process (power, current, induction time and, the gap between inductor's coil and crankshaft) on metallurgical structure changes, depth of hardened layer and magnitude of surface hardness has been investigated. The results suggest a direct relationship between power and current induction time, with depth of hardened layer and surface hardness. The results show that with increase of power and current induction time, surface hardness is increased. Also, with increase of gap between coil and crankshaft, it was observed that the width of hardened zone declines.
    Keywords: Electric Power, Induction Time, Depth of Hardened Layer, Surface Hardness
  • S. Pouladi, M.H. Shariat, M.E. Bahrololoom Page 27
    In the present study a new electroplating bath for the deposition of Ni-Zn-P nickel-based alloy coatings and Ni-Zn-P/nano SiC nickel-based nanocomposite coatings on low carbon steel substrates was introduced. The optimum bath composition was found through comparing the amount of coating cracks taken by SEM. Also a comparison between the corrosion behavior of alloy coatings obtained from bath with different concentrations of phosphoric acid and nano composite coating in 3.5%wt NaCl solution was investigated using tofel and impedance curves.
    Keywords: Eelectroplating, Alloy Coating, Nanocomposite Coating, Corrosion Resistance, Ni­Zn­P, Ni, Zn, P, Nano SiC
  • M. A. Ranaei, M.M. Moshksar Page 43
    Equal channel angular pressing (ECAP) is considered to be the most promising severe plastic deformation route to receive ultrafine grained materials with high strength and good physical properties. Mechanical properties, electrical conductivity and electrical erosion of commercial pure copper rod processed by ECAP were investigated. For this purpose a set of ECAP dies with the intersecting channel angle of 90 and an external arc of curvature of 37º and punch was design and manufactured. Commercially pure copper was processed through ECAP die up to 8 passes. The mechanical experiments indicated that the yield stress increased with increasing the number of passes till the 5th one, but beyond this pass a little decrease was observed. The trend of electrical conductivity changes is different from the yield stress of the material, in a way that electrical conductivity will gradually decrease to the fifth passes. After which electrical conductivity will increase slightly. Also for the first time electrical erosion of pure copper processed by ECAP during the electrical discharge processes were investigated. It was found that, with increasing the number of passes and finer grains of pure copper, electrical erosion decrease with respect to NON-ECAP copper in the same testing conditions.
    Keywords: Equal Channel Angular Pressing, Electrical Conductivity, Electrical Discharge Machining, Electrical Wear
  • A. Elsagh Page 57
    The aim of the present research was to optimize practical conditions of the sol-gel synthesis of silica nanoparticles. In so doing, silica particles were synthesized using sol-gel method and their size and morphology were investigated by use of SEM and TEM images. The effect of changing the mole ratio of reactive comparents, acids and silica pre-matter, acid type and different silica pre-matter used on morphology and the size of products was investigated by using SEM and TEM. The reaction time was studied as a very important factor in products’ digestion phase which plays a significant role in determining particles’ size and rate of cracking products. Finally, optimized conditions to produce 50-80 nm diameter nanostructures silica were reported. These products can be used as drug delivery systems.
    Keywords: Nanostructures, Sol, Gel, Morphology, Electron Microscope
  • M. Heydari, M. Javidi Page 71
    The corrosion inhibition of plain carbon steel was studied by using an imidazoline derivative as an inhibitor and iodide ions additive in CO2-saturated 3% NaCl solution with potentiodynamic technique in Tafel region. The experimental results revealed that the imidazoline derivative inhibited the corrosion of steel and the extent of its inhibition was concentration dependent. The results of potentiodynamic polarization investigations revealed that imidazoline functioning as a mixed inhibitor showing anodic and cathodic behavior. Also, it was resulted that the inhibition efficiency of imidazoline was enhanced by addition of iodide ions due to synergistic effect and the synergism parameter was found to be greater than unity. Furthermore, the adsorption of imidazoline derivative on the steel surface followed the Langmuir adsorption isotherm and it was chemically adsorbed on the surface of the steel. The surface morphology was investigated by a scanning electron microscope and the result showed the formation of a protective surface film. Also it was found that surface roughness decreased after addition of inhibitor and iodide ions.
    Keywords: Sweet Corrosion, Plain Carbon Steel, Imidazoline, Tafel, Langmuir
  • K. Taherkhani, F. Mahboubi Page 85
    In this research, the effects of plasma nitriding parameters including frequency and duty cycle were investigated on samples with different grooves in the two method conventional plasma nitrided (CPN) and active screen plasma nitrided (ASPN). The samples with thicknesses of the grooves of 2, 4, 6, 8 and 10 mm were nitrided under the atmosphere content of 75%H2-25%N2, The temperature of 500, the duty cycles of 40%, 60%, 80%, and the frequencies of 8, 10 kHz for 5 hours. Then the properties of the nitrided samples were investigated by SEM, XRD, Micro Hardness, and Roughness measurements. The results of the experiments indicated that with increasing frequency, the duty cycle, and the thickness of the grooves, the roughness of the surfaces increased in both methods. Hallow cathode effect occurred at the sample with 2 mm width groove, in the CPN method, leading to the overheating of the sample. The surface morphology of the CPN treated samples consists of cauliflower shape surface nitrides while the surface of the ASPN samples are covered by the hexagonal particles with uniform distribution. Also, it was found that, the compound layer of the treated samples in two method nitriding consisted of ´γ: Fe4N and ε: Fe2-3N phases.
    Keywords: Duty Cycle, Frequency, Conventional Plasma Nitride (CPN), Active Screen Plasma Nitride (ASPN)
  • S. Biglar, H. Sarpoolaky, A. Nemati, A. Souri Page 97
    Castable refractories are widely used in sever conditions at high temperature and pressure applications such as Petro Chemical process, industrial furnaces and specially in iron and steel industries. Attemps were made to improve the quality of the refractory castables by reducing cement content and/or by using different additives. In the present study the influence of zircon addition on phase analysis, microstructure and properties of ultra low cement in situ spinel castable refractory has been studied. Materials such as tabular alumina as the aggrigate, reactive alumina, deadburn magnesia, and micro silica as the fillers, and zircon as additive were used in this research. In situ spinel formation and influence of zircon addition on the phase developments were investigated by XRD analysis. Samples fired at 1400 ºC and 1600 ºC for 2 hours. Results showed improved physical and mechanical properties by addition of 2, 4, 6%, Zircon to the samples. Results also showed zircon decomposition has started at about 1400ºC and completed at 1600 ºC, resulting a reaction between zircon and alumina to form ZrO2 and alomiosilicate(Kyanite) composite in the matrix of the refractory castable samples. Finally in the samples fired at 1600°C extremely high cold crush strength (above 12 MPa) was detected which may be related to the spinel and kyanite formation in the matrix.
    Keywords: Castable Refractories, Zircon, Spinel, Kyanite