امیر عبدالله زاده
-
مقدمه و اهداف
خواص پوشش های حاصل از پاشش سرد به متغیرهای فرایند وابسته است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر فشار گاز و فاصله پاشش در فرایند پاشش سرد فلز روی بر بستر فولاد کم کربن است.
مواد و روش هادر این پژوهش، ابتدا پودر فلز روی در فشارهای 20 و 30 بار و فواصل پاشش 20 و 30 میلی متر پاشش شدند. ریزساختار پوشش های ایجادشده با میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی بررسی و ریزسختی پوشش ها اندازه گیری شد. سپس، پوشش منتخب و بستر فولادی تحت آزمون خوردگی پلاریزاسیون تافل قرار گرفتند.
یافته هانتایج نشان داد که افزایش فشار گاز از 20 به 30 بار باعث کاهش تخلخل و افزایش ریزسختی ناشی از تغییرشکل بیشتر می شود. همچنین در فشار ثابت، فاصله پاشش 20 میلی متر، کم ترین تخلخل و بیش ترین ریزسختی را به دلیل دمای بالاتر ذرات هنگام برخورد به بستر دارد. نتایج به دست آمده از آزمون پلاریزاسیون نشان داد که پوشش نسبت به بستر ماهیت فداشونده دارد و چگالی جریان خوردگی را 48 درصد و نرخ خوردگی را 33 درصد نسبت به بستر کاهش می دهد.
نتیجه گیریدر این پژوهش، تاثیر فشار گاز و فاصله پاشش در فرایند پاشش سرد فلز روی بر بستر فولاد کم کربن بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش فشار گاز از 20 به 30 بار و کاهش فاصله پاشش از 30 به 20 میلی متر باعث بهبود تخلخل و افزایش ریزسختی پوشش ها می شود. یافته های این تحقیق، می تواند در بهینه سازی متغیرهای فرایند پاشش سرد فلز روی برای استفاده در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، نیروگاهی و زیرساخت های دریایی به کار رود.
کلید واژگان: پاشش سرد، فولاد، فلز روی، تخلخل، مقاومت به خوردگیIntroduction and ObjectivesThe properties of coatings deposited by cold spray depend on the parameters of the process. The aim of this research is to investigate the effect of gas pressure and stand-off distance of cold spray process of zinc on a low carbon steel substrate.
Materials and MethodsIn this research, zinc powder was sprayed at pressures of 20 and 30 bar and stand-off distances of 20 and 30 mm. The microstructure of the coatings was investigated using optical and scanning electron microscope and the micro-hardness of the coatings was measured. Then, the selected coating and steel substrate were subjected to polarization corrosion test.
ResultsThe results showed that increasing the gas pressure from 20 to 30 bar decreased the porosity and increased the micro-hardness due to further deformation. Also, for a constant pressure, the stand-off distance of 20 mm has the lowest porosity and the highest micro-hardness due to the higher temperature of the particles when impact the substrate. The results obtained from the polarization test show that the coating has a sacrificial nature compared to the substrate and reduces the corrosion current density by 48% and corrosion rate by 33% compared to the substrate.
ConclusionIn this study, the effect of gas pressure and stand-off distance of cold spray process of zinc on low carbon steel substrate was investigated. The results showed that increasing the gas pressure from 20 to 30 bar and reducing the stand-off distance from 30 to 20 mm improved porosity and increased coatings micro-hardness. The results of this study can be used to optimize the parameters of the cold spraying of zinc for use in various industries such as automotive, power plants and marine infrastructure.
Keywords: Cold Spray, Steel, Zinc, Porosity, Corrosion Resistance -
هدف از این پژوهش، بررسی ریزساختار و خواص سطحی پوشش نانوساختار نیترید تیتانیوم-آلومینیوم (TiAlN) اعمال شده در دماهای مختلف لایه نشانی است. برای این منظور پوشش های نانوساختار TiAlN با استفاده از روش رسوب گذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما با جریان مستقیم پالسی (DC-PACVD) بر سطح فولاد ابزار گرم کار (H11) نیتروژن دهی شده لایه نشانی شدند. پوشش ها در شرایط یکسان درصد چرخه کار، بسامد و نسبت گازی H2/Ar/N2 به ترتیب در 33 درصد، 10 کیلوهرتز و 50/150/400 سانتیمتر مکعب و در دماهای 470، 485، 500 و 515 درجه سانتیگراد به روش PACVD لایه نشانی شدند. برای بهبود استحکام چسبندگی پوششهای TiAlN به زیرلایه، از میان لایه پوشش TiN استفاده شد. برای مشخصه یابی پوششها از دستگاه های FESEM، SEM و XRD و همچنین برای ارزیابی خواص مکانیکی و چسبندگی پوششها از ریزسختی سنج ویکرز و آزمون خراش بهره گرفته شد. نتایج دلالت می کند بیشینه سختی پوشش TiAlN، اعمال شده در دمای 485 درجه سانتیگراد است که به عوامل مختلف از جمله ثابت شبکه، اندازه بلورک و مقدار کلر در ترکیب شیمیایی پوشش، نسبت داده می شود. همچنین تشکیل لایه نازک نانومتری Fe4N در فصل مشترک پوشش با زیرلایه در دمای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد، موجب تضعیف چسبندگی پوشش TiAlN به زیرلایه می شود. با ارزیابی کمی میزان چسبندگی پوششها، مشخص شد که پوشش ایجادشده در دمای 485 درجه سانتیگراد بیشینه مقدار بار بحرانی خراش (23 نیوتن) را تحمل می کند.
کلید واژگان: دمای لایه نشانی، استحکام چسبندگی، پوشش TiAlN، نیتروژن دهی پلاسمایی، فرایند PACVDThe purpose of this study is to investigate the microstructure and surface properties of titanium-aluminum nitride (TiAlN) nanostructured coatings produced at different deposition temperatures. The TiAlN nanostructured coatings were deposited on nitrided hot-work tool steel (H11) using pulsed direct current plasma assisted chemical vapor deposition method (DC- PACVD). The coatings were produced under the same conditions such as duty cycle, frequency and H2/Ar/N2 gas ratio at 33%, 10 kHz and 400/150/50 sccm, respectively. Also the specimens were deposited at temperatures of 470, 485, 500 and 515 °C by PACVD method. TiN coating interlayer was used to improve the adhesion strength of TiAlN coatings to the substrate. FESEM , SEM and XRD devices were used to characterize the coatings and Vickers micro-hardness and scratch test were used to evaluate the mechanical properties and adhesion strength of the coatings. The results indicated that the maximum hardness of TiAlN coating produced at 485 °C. It is attributed to various factors such as lattice parameter, crystallite size and amount of chlorine in the chemical composition of the coating. Also, due to the formation of a nanoscale- thin layer of Fe4N at the interface between the coating and the substrate at the temperatures above 500 °C, the adhesion strength of the TiAlN coating reduces. By quantitative evaluation of the adhesion of the coatings, it was found that the coating formed at the temperature of 485 °C withstands the maximum critical load (23 N) of the scratch.
Keywords: Adhesion strength, PACVD, TiAlN nanostructured coating, Deposition temperature -
در این پژوهش پوشش های نانوکامپوزیتی روی/اکسیدروی به عنوان تارگت های کندوپاش با استفاده از فرآیند پاشش سرد، تولید شد. پودرهای نانوکامپوزیتی با درصدهای وزنی مختلف 25، 50 و 75 از نانوذرات اکسیدروی با استفاده از فرآیند آسیاکاری مکانیکی، تولید شده و با سامانه پاشش سرد، در فشار 15 بار گاز نیتروژن و دمای 150 درجه سانتیگراد، از فاصله 35 میلی متری بر بسترهایی از مس خالص پاشیده شد. موروفولوژی پودرهای کامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، و سطح سایش، ریزساختار ایجادشده و براده های سایش، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. اثر افزایش درصدوزنی نانوذرات اکسیدروی بر میزان مقاومت به سایش پوشش ها، استحکام چسبندگی و زبری سطح، مورد بررسی قرار گرفت. استحکام چسبندگی پوشش ها، با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای و زبری سطح پوشش ها، با بهره گیری از دستگاه زبری سنج بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات، به دلیل شکستن و خرد شدن ذرات بزرگ تر و همچنین عدم اتصال مناسب ذرات سخت تقویت کننده با زمینه، ضمن کاهش زبری سطح، میزان ضریب اصطکاک، ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد؛ در حالی که استحکام چسبندگی، ابتدا با افزایش و سپس با کاهش روبروست. همچنین مشخص شد به دلیل افزایش ذرات سرامیکی، مکانیزم سایش، از حالت سایش چسبان به حالت سایش خراشان تغییر می کند.
کلید واژگان: پاشش سرد، نانوکامپوزیت Zn، ZnO، خواص تریبولوژیکی، استحکام چسبندگی، زبری سنجیThe purpose of this study is to produce Zn/ZnO Nanocomposite coatings using cold spray process for sputtering targets applications. Nanocomposite powders were synthesized with different weight percentages of 25, 50 and 75 of ZnO nanoparticles using mechanical milling process. The feedstock was sprayed on pure copper substrates using nitrogen gas at a constant temperature of 150 °C, pressure of 15 bar and the stand-off distance of 35 mm. The morphology of composite powders was studied using transmiton electron microscopy; and the wear surface, microstructure and wear debris were studied using scanning electron microscopy. The effect of different values of ZnO nanoparticles on the wear behavior, adhesion strength and surface roughness of the coatings were studied. The coatings are evaluated by scanning electron microscopy, optical microscopy, three‐point bending tests, roughness analysis. The results showed that by increasing the nanoparticles, due to breaking and crushing of powders, as well as the lack of proper bonding of the ZnO particles to the substrate, the friction coefficient decreases and then increases with decreasing the surface roughness of the coldsprayed surface, While the adhesion strength, first increases and then decreases. It was also found that increasing the ceramic particles, change the mechanism of adhesive wear to abrasive wear.
Keywords: Cold spray, Zn, ZnO Nanocomposite, Tribological Properties, Adhesion Strength, Surface roughness -
با توسعه کاربرد قطعات منیزیمی در صنایع مختلف، ضرورت ایجاد لایه محافظ در برابر خوردگی و سایش روی این قطعات بیشتر احساس میشود. در این پژوهش پوشش کامپوزیتی Al-SiC با استفاده از فرایند پاشش سرد روی بستر آلیاژ منیزیم AZ31B ایجاد شد. برای این منظور پودر آلومینیم خالص و پودرهای کامپوزیتی با درصد وزنی 25، 50 و 75 از ذرات تقویت کننده SiC آمادهسازی شد. پوشش دهی با استفاده از گاز نیتروژن در دمای 300ºC، فشار 30 بار و فاصلهی پاشش 20mm انجام شد. اثر افزودن درصدهای مختلف پودر SiC برکیفیت و خواص پوششهای حاصل بررسی شد. مشخصات ریزساختاری سطح مقطع پوششها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون ریزسختیسنجی و نرم افزار تحلیل تصویر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویتکننده، به دلیل شکستن و خرد شدن ذرات بزرگ تر و هم-چنین عدم اتصال مناسب ذرات سخت تقویت کننده با زمینه، مقدار تخلخل پوشش افزایش مییابد. از طرف دیگر, با افزایش درصد وزنی پودر SiC در مخلوط پودر اولیه، توزیع این ذرات در پوشش یکنواختتر شده و سختی پوشش افزایش مییابد. سختی پوشش حاصل از پودر کامپوزیتی Al-75wt%SiC حدود 90HV است که در مقایسه با پوشش آلومینیم خالص بیش از 80 درصد افزایش را نشان میدهد.
کلید واژگان: پاشش سرد، کامپوزیت Al-SiC، سختی، تخلخل، منیزیم AZ31BWith the development of the applications of magnesium components in many industries, relatively low corrosion and wear resistance of this alloy leads to the development of different protective layers. In this paper, the effect of SiC reinforcement on the cold spraying behavior of Al-SiC powder on a magnesium alloy substrate is addressed. The pure Al powder is blended with different amount of SiC powder including 25, 50 and 75 wt.%. The feedstock is sprayed on sand blasted AZ31B substrate. The process is carried out with 30bar pressure and 300°C temperature of process gas (Nitrogen). A 20mm standoff distance is used for spraying. The effect of different values of SiC on the deposition behavior of the Al-SiC powders are investigated. The coatings cross-section is evaluated by scanning electron microscopy, image analysis software and microhardness test. The results showed that the high velocity reinforcement particles leads to the SiC particle breaking during the process. This phenomenon increases the porosity of the coating. Furthermore, the higher value of reinforcement in initial powder leads to the homogenous distribution of them and the higher coating hardness. The hardness of the Al-75wt% SiC coating is about 90 HV, which is increased by 80% compared to pure Al coating microhardness.
Keywords: Cold spray, Al-SiC Composite, Hardness, Porosity, Magnesium AZ31B -
در این پژوهش پوشش کامپوزیتی Al-Al2O3 با استفاده از فرایند پاشش سرد روی ورق آلیاژ Al-7075-T6 ایجاد شد. برای این منظور پودر آلومینیوم خالص و پودرهای Al2O3 با درصد وزنی 25، 50 و 75 مخلوط شدند. پوشش دهی با استفاده از گاز نیتروژن در دمای C°300، فشار 30 بار و فاصلهی پاشش mm 20 انجام شد. اثر افزودن درصدهای مختلف پودر Al2O3 برکیفیت و خواص پوششهای حاصل بررسی شد. مشخصات ریزساختاری پوششها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، ریزسختیسنجی، پراش سنجی پرتو ایکس و نرم افزار تحلیل تصویر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویتکننده، به دلیل شکستن و خرد شدن ذرات بزرگ تر و هم-چنین عدم اتصال مناسب ذرات سخت تقویت کننده با زمینه، مقدار تخلخل پوشش افزایش مییابد. از طرف دیگر، با افزایش درصد وزنی پودر Al2O3 در مخلوط پودر اولیه، توزیع این ذرات در پوشش یکنواختتر شده و سختی پوشش افزایش مییابد. سختی پوشش حاصل از پودر کامپوزیتی Al-75wt.%Al2O3 برابر با HV 104 است که در مقایسه با پوشش آلومینیوم خالص بیش از 85 درصد افزایش را نشان میدهد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نمایانگر ریزدانه شدن ساختار و عدم اکسیداسیون و تبدیل فازی در پوشش های خالص و کامپوزیتی است.
کلید واژگان: پاشش سرد، کامپوزیت Al-Al2O3، سختی، تخلخل، آلیاژ Al-7075-T6In this study, Al-Al2O3 composite coating produced by cold spray method on Al-7075-T6 sheet. The pure Al powder is blended with different amount of Al2O3 powder including 25, 50 and 75 wt. %. The feedstock is sprayed on sand blasted substrate using nitrogen gas at a constant temperature of 300 °C, pressure of 30 bar and the stand-off distance of 20 mm. The effect of different values of Al2O3 on the deposition behavior of the Al-Al2O3 powders are investigated. Microstructural characteristics of the coatings are evaluated by scanning electron microscopy, image analysis software, microhardness and X-ray diffraction tests. The results showed that the high velocity of particles leads to the Al2O3 particle breaking during the process. This phenomenon increases the porosity of the coatings Furthermore, the higher value of reinforcement in the initial powder leads to the homogenous distribution of them and the higher coating hardness. The hardness of the Al-75Al2O3 coating is 104 HV, which is increased by 85% compared to pure Al coating. X-ray diffraction test indicated the fine-grained structure, no-oxidation and no phase transformation in the pure and composite coatings.
Keywords: Cold spray, Al-Al2O3 Composite, Hardness, Porosity, Al-7075-T6 -
در این پژوهش، اتصال دهی ورق نازک آلومینیم 7075-T6 بوسیله جوشکاری همزن اصطکاکی با موفقیت انجام شد. سرعت حرکت خطی جوشکاری مقدار ثابت 50 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخشی ابزار 600، 1000 و 1600 دور بر دقیقه انتخاب شدند. با کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری و سنجش پراش الکترون برگشتی، مکانیزم تغییرات ریزساختاری فلز جوش تعیین گردید. نتایج نشان داد حین فرآیند جوشکاری همزن اصطکاکی، پدیده هایی مثل رسوب گذاری، تبلور مجدد دینامیکی پیوسته، رشد دانه و همچنین انحلال رسوبات در ناحیه همزده جوش اتفاق می افتند که بر خواص مکانیکی اتصال تاثیر بسزایی دارد. همچنین در جوشکاری همزن اصطکاکی ورق نازک آلومینیم، عامل تعیین کننده ریز ساختار نهایی اتصال، کرنش مکانیکی پلاستیک فرآیند بوده و اثر آن بیش از حرارت ورودی جوشکاری می باشد.کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، آلیاژ آلومینیم، تبلور مجدد، خواص مکانیکی، رسوب گذاریIn the present research, FSW of thin sheets of the 7075-T6 aluminum alloy were investigated. Welding speed was held at 50 mm/min. The tool rotational speeds were 600, 1000 and 1600 rpm. The microstructure was investigated by both transmission electron microscope (TEM) and electron backscattered diffraction scans (EBSD). The results indicated that several phenomena occur instantly during FSW in the stir zone, such as precipitation, continuous dynamic recrystallization (CDRX), grain growth and precipitates dissolution which have a severe effect on the mechanical properties. It could also be concluded that for thin sheet of 7075-T6 aluminum alloy, plastic strain is the dominating factor over heat input of the FSW in determination of the microstructure of the weld zone.Keywords: Friction stir welding, Aluminum alloys, Recrystallization, Mechanical properties, Precipitation
-
در پژوهش حاضر، اتصال های لوله آلومینیم 4014 به مفتول آلومینیم 7075 توسط فرآیند جوشکاری ضربانی مغناطیسی بررسی شد. برای ایجاد اتصال از سه زاویه برخورد 4، 6 و 8o و ولتاژهای جوشکاری 6 و kV 7 استفاده شد. ریزساختار سطح مقطع جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص مکانیکی به سیله آزمون سختی و کشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در زاویه های برخورد 4 و 6o، با افزایش ولتاژ جوشکاری از 6 به kV 7، مورفولوژی فصل مشترک از خطی به موجی تغییر می یابد. در زاویه برخورد 8o، افزایش ولتاژ باعث ذوب شدگی موضعی بیشتر و تخریب فصل مشترک می شود. در زاویه یکسان با افزایش ولتاژ، به دلیل کارسختی و تغییرشکل پلاستیک بالاتر، سختی افزایش می یابد. از طرف دیگر، اثر ولتاژ جوشکاری بر سختی فصل مشترک جوش نسبت به زاویه برخورد بیشتر است. نتایج آزمون کشش نشان داد که با افزایش ولتاژ، در زوایای برخورد کم، استحکام برشی افزایش و در زاویه برخورد بالا، به دلیل تشکیل حفره در فصل مشترک، استحکام برشی کاهش می یابد. نتایج نشان داد که اتصال لوله به مفتول، تحت زاویه برخورد 6o و ولتاژ kV 7، دارای فصل مشترک موجی و پیوسته بوده و بالاترین استحکام برشی را در میان نمونه ها دارد.کلید واژگان: آلومینیم، جوشکاری ضربانی مغناطیسی، ذوب شدگی موضعی، استحکام برشیIn this work, joining of 4014 Aluminum tube to 7075 rod is studied using magnetic pulse welding process. The effect of impact angle (4, 6 and 8 degrees) and welding voltage (6 and 7 kV) on the joint are investigated. The microstructure of the weld cross section was evaluated using optical and scanning electron microscopy and mechanical properties of the welds were evaluated by microhardness and tensile tests. The results showed that, for the impact angles of 4 and 6º, the increase of welding voltage from 6 to 7 kV, leads to the change morphology of interfacial from straight to wavy. While, for the impact angle of 8º, the increase of the welding voltage increases local melting and results in the degradation of the interface. At the same angle, increasing the welding voltage increases the hardness due to the higher work hardening and severe plastic deformation. On the other hand, the effect of welding voltage on the hardness is dominant compared to the impact angle. The results of the tensile test showed that, for the low impact angles, increasing the welding voltage increases the shear strength, while, for the higher impact angles, it decreases the shear strength because of creating holes in welding interface. The results showed that joining of aluminum tube/rod with impact angle of 6º and welding voltage of 7 kV leads in uniform and wavy interface with higher shear strength in comparison with other conditions.
-
در این پژوهش، بهبود خواص فرسایشی فولاد زنگ نزن آستنیتی 316AISI توسط ایجاد لایه ی نانوساختار نیترید تیتانیم(TiN) به روش DC- PACVD مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، پوشش TiN، در سه دمای 470، 490 و °C510، و فرکانس KHz 10، در چرخه کاری ثابت 33% ایجاد شد. میکروساختار، سختی و خواص فرسایش پوشش ها به ترتیب بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و پراش پرتو ایکس، میکروسختی و آزمون فرسایش حفره زایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دمای پوشش دهی از 470 تا °C510 اندازه دانه پوشش بدلیل افزایش انرژی اتم ها و کاهش درصد کلر از 12 به 47 نانومتر افزایش می یابد. با انجام آزمون فرسایش برای نمونه های پوشش دهی شده در دماهای مختلف، مشخص گردید که با کاهش دمای لایه نشانی خواص فرسایشی پوشش بهبود یافته و پوشش ایجاد شده در دمای °C470 دارای بهترین خواص فرسایشی می باشد که ناشی از چسبندگی بهتر پوشش و اندازه دانه کمتر آن است.کلید واژگان: پوشش نانو ساختار TiN، فولاد زنگ نزن 316، فرآیند PACVD، خواص فرسایشیIn this study, in order to improve surface properties of 316 austenitic stainless steel and its erosive properties, nanostructured TiN layers by PACVD method were developed. The TiN coatings were deposited on AISI 316 austenitic stainless at three different temperatures 470, 490 and 510 °C and duty cycle 33% by means of PACVD method. Microstructure and cavitation resistance were characterized by techniques such as field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), XRD, micro hardness, erosion tests. The results indicated that with increasing deposition temperature from 470 to 510 °C, grain size of coating increased from 12 to 47 nm. It was found that at 470 °C, has the best erosive properties.Keywords: TiN nanostructured coating, PACVD process, AISI 316 stainless steel, Erosive properties
-
هدف از این مقاله، ارزیابی کیفی خواص مکانیکی پوشش نانوساختار سخت نیترید آلومینیوم-تیتانیوم اعمال شده بر روی ابزارهای برش با استفاده از آزمون پراش پرتو ایکس می باشد. برای این منظور پوشش های نانوساختار TiAlN و TiN با استفاده از روش های رسوب گذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما و کندوپاش مغناطیسی با توان برانگیختگی بالا به صورت جداگانه لایه نشانی شدند. برای بهبود چسبندگی پوشش نانوساختار TiAlN به زیرلایه فولادی به مدت یکساعت با استفاده از پوشش میان لایه نیترید تیتانیوم لایه نشانی شدند. برای مقایسه نتایج بدست آمده با مقادیر واقعی از دستگاه های نانودندانه گذاری، ریزسختی سنجی و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان استفاده شد. نتایج دلالت دارد که استفاده از آزمون پراش پرتو ایکس و تحلیل پیکهای بدست آمده از این روش، می تواند به خوبی خواص مکانیکی پوششها را به طور کیفی مورد ارزیابی قرار گیرد. برای اثبات ارتباط میان خواص مکانیکی با اطلاعات مستخرج از نمودارهای پراش پرتو ایکس، از عوامل مختلفی چون پارامتر شبکه، میکروکرنش و تنش پسماند، ضریب بافت بلوری، چگالی نابجایی ها و اندازه دانه بلوری بهره گرفته شد. در نتیجه این روش می تواند به عنوان روش غیرمخرب، سریع و ارزان، برای مقایسه و ارزیابی کیفی خواص مکانیکی مواد لایه نازک مورد استفاده عملی قرار گیرد.
کلید واژگان: پراش پرتو ایکس، ابزار برش، ارزیابی خواص مکانیکی، پوشش نانوساختار TiAlNThe purpose of this paper is a qualitative evaluation of the mechanical properties of titanium aluminum nitride (TiAlN) hard nanostructured coatings applied on cutting tools using X-ray diffraction (XRD). Deposition of TiAlN and TiN nanostructured coatings were carried out by a pulse DC plasma-assisted vapor deposition (DC-PACVD) and a high power impulse magnetron sputtering (HIPIMS) machines. At first, for enhancement the adhesion of TiAlN nanostructured coating on the steel substrate, TiN inter-layer was deposited for the all samples. Nano-indentation, micro-hardness tester, and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) were used in order to measured and compare the qualitative results with the real and experimental values. The results indicate that XRD pattern and their analysis can be a suitable qualitative method to evaluate the mechanical properties of the coatings. The lattice parameter, micro-strain, residual stress, texture coefficient, the crystal grain size and density of dislocation are used to demonstrate the relationship between the mechanical properties of the coatings and the XRD patterns. As a result, this method can be used as non-destructive and inexpensive method for quantitative comparison and evaluation of mechanical properties of thin film materials.Keywords: X-ray diffraction (XRD), cutting tools, qualitative evaluation, mechanical properties, TiAlN coating -
بررسی اثرات ولتاژ بایاس بر ترکیب شیمیایی، ریزساختار و خواص مکانیکی پوشش نانوساختار TiAIN
-
در تحقیق حاضر، از روش فرایند همزن اصطاکی برای ساخت کامپوزیت سطحی با حضور ذرات نانو ساختار پایه آهنی Fe48Cr18Mo7Nb6C4B16Y1 استفاده شد. به همین منظور، یک ابزار مخروطی شکل از جنس پایه تنگستن کاربید و همچنین سرعت طولی و چرخشی به ترتیب mm/min 100 و rpm800 استفاده شد. ریزساختار، خواص سطحی و سختی کامپوزیت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده از سختی، حاکی از افزایش سختی به دلیل حضور ذرات تقویت کننده در کامپوزیت و بهبود ریزساختاری سطح فولاد بر اثر فرایند همزن اصطکاکی بود. بررسی رفتار سایشی کامپوزیت نشان از افزایش قابل توجه مقاومت به سایش کامپوزیت سطحی نسبت به زمینه فولادی تقویت نشده دارد. همچنین بررسی سطوح سایش نشان داد که مکانیزم غالب سایش، در زمینه فولادی تقویت نشده، سایش تورقی است که با کامپوزیت سازی در سطح، مکانیزم غالب به سایش خراشان ملایم تبدیل می شود.
In this study, friction stir processing (FSP) was utilized tofabrcation Fe based nano structure Fe48Cr18Mo7Nb6C4B16Y1 particles. For this reason, wc cone shape tool and constant tool rotation rate and travel speed 800 rpm and 100mm/min was used respectively. Microstructural, tribological properties and hardness has been studied. The results show that the hardness was increased by The presence of reinforcing particles and improved microstructural by FSP. The study of wear behavior shows that wear resistance was increased then steel base. Also investigation of wear surface showed that The dominant wear mechanism in the not reinforcement steel is lamination wear that with composite fabrication it to become abrasive wear. -
تغییرات ریزساختاری و بافت فولاد زنگ نزن دوپلکس در فرایند جوشکاری همزن اصطکاکی
-
در این پژوهش، خواص مکانیکی ریزساختار مارتنزیت بازگشت داده شده با ریز ساختار سه فازی فریت-بینیت-مارتنزیت در فولاد کم آلیاژ پر استحکام 42CrMo4 مقایسه می شود. در این راستا نمونه های فولادی تحت دو نوع عملیات حرارتی کوئنچ-بازگشت، برای ایجاد مارتنزیت بازگشت داده شده و عملیات کوئنچ پله ای برای ایجاد ساختار سه فازی، قرار گرفت. نتایج آزمایشهای کشش نشان داد که در صورت تشکیل زمینه ریزساختار از فاز فریت، پدیده افت تسلیم اتفاق می افتد. این پدیده در ریزساختار مارتنزیت بازگشت داده شده و نیز آن دسته از نمونه های سه فازی که در آنها فاز سخت (بینیت- مارتنزیت) زمینه ریزساختار را تشکیل می داد، مشاهده نشد. ایجاد نابه جایی ها در فاز فریت بر اثر استحاله بینیتی یا مارتنزیتی می تواند دلیل این پدیده باشد. بررسی سطوح شکست نمونه های ضربه نشان داد که مکانیزم شکست در ریزساختار مارتنزیت بازگشت داده شده از نوع حفره ای است؛ در حالی که سازوکار شکست در ساختار سه فازی از نوع کلیواژی است. حفره ای شدن سطوح شکست در ریزساختار مارتنزیت بازگشت داده شده به تشکیل کاربید در طول، فرایند بازگشت مربوط می شود.
کلید واژگان: فولاد 42CrMo4، ریزساختار سه فازی، پدیده افت تسلیم، شکست کلیوازیThis study is concerned with a correlation between the microstructure and mechanical properties of 42CrMo4 steel which was subjected quenched-tempered and step-quenching heat treatment. Quench tempering and step quenching heat treatment produced a tempered martensite and an equiaxed Ferrite-Bainite-Martensite (F-B-M) microstructure, respectively. Tensile test results indicated a yield drop effect in F-B-M microstructure with ferritic matrix. This effect was not observed on the specimens with tempered martensite and F-B-M microstructure with hard phase B-M matrix. This effect can be attributed to dislocation generation in ferrite phase during bainitic and martensitic transformations. Fractographic investigations indicated intergranular cleavage in F-B-M microstructure and micro-void coalescence in tempered martensite microstructure can be attributed to carbide formation in martensitic structure during tempering micro-void coalescence in tempered martensite microstructureKeywords: 42CrMo Steel, Triple Microstructure, Yield Strain Effect, Cleavage Fracture -
تاثیر مقدار آلومینیم روی رسوب گذاری فاز در آلیاژهای دو جزئی Ni-Al در حین سرمایش سریع بررسی شد. آنالیز ریزساختاری نمونه های آنیل و کوئنچ شده، یک انتقال از توزیع یکنواخت به توزیع بایمودال را در اندازه رسوبات در محدوده ترکیب شیمیایی بین 3/15 و 5/17 درصد اتمی آلومینیم نشان می دهد. این انتقال با تغییر مورفولوژی رسوبات همراه بوده و در این مقاله، مشاهدات ریزساختاری مرتبط با آنها از نظر سینتیکی و کریستالوگرافی مورد بحث قرار گرفته است.
کلید واژگان: سیستم A1، Ni، عملیات حرارتی، رسوب، عدم انطباق شبکهThe effect of aluminium content on the precipitation of in rapidly quenched Ni-Al binary alloys was investigated. Microstructural analyses of annealed and quenched samples indicate a transition from uniform to bimodal phase distribution in the composition range between 15.3 and 17.5 at.%Al. This transition is accompanied by changes in the morphology of precipitates. The microstructural observations are discussed in view of both kinetic and crystallographic considerations.Keywords: Ni, Al System, Heat Treatment, Precipitation, Lattice Mismatch -
مراحل اولیه رسوب گذاری در یک آلیاژ دو جزیی Ni-Al، با استفاده از روش های گرماسنجی (DSC)، پراش سنجی اشعه XRD) X) و اشعه الکترونی و مشاهدات ریزساختاری با میکروسکوپهای الکترونی FEG-SEM و TEM مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور نمونه هایی از آلیاژ رقیق Ni-11.6at.%Al تهیه شده و رسوب گذاری در آنها در حین سرمایش پیوسته از دمای انحلال با نرخهای سرمایش 170، 25 و 0.03 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که در اثر کوئنچ سریع، جوانه زنی همگن از طریق منظم شدن توام با جدایش فازی اتفاق می افتد. اما با کاهش نرخ سرمایش به 25 جوانه زنی و رسوب گذاری به صورت ترجیحی و ناهمگن روی عیوب ریزساختاری انجام می گیرد. توانایی روش های تجربی فوق الذکر در تشخیص و شناسایی مراحل اولیه رسوب گذاری نیز موضوع دیگری است که در این مقاله مورد ارزیابی قرار گرفته است.
The initial stages of the γ′ precipitation in a dilute Ni-Al binary alloy, Ni-11. 6 at. %Al, were studied using differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), electron diffraction and electron microscopy (FEG-SEM and TEM) techniques. Three samples were similarly solution treated and then cooled to room temperature under different cooling rates, 170، 25 and 0. 03oCs-1. The results indicate a clearly homogenous γ′ nucleation during rapid quenching which takes place via simultaneous ordering and phase separation. However, by decreasing the cooling rate to 25oCs-1 the nucleation mechanism changes to heterogeneous on the preferred nucleation sites. The capability of the mentioned empirical techniques for studying the initial stages of the γ′ is another subject which is studied in this article.Keywords: Ni, Al alloys, γ′ precipitation, cooling rate, homogenous nucleation, heterogeneous nucleation, FEG, SEM, DSC -
در این تحقیق ضمن مطالعه شکلدهی لوله فولادی جنس D6AC به روش فلوفرمینگ مستقیم، به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف عملیات حرارتی بر خواص قطعه، چرخه های مختلف عملیات حرارتی طراحی شده و خواص مکانیکی و تغییرات ریزساختار پوسته فلوفرم شده، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از دماهای آستنیته 850، 900 و C950 برای زمانهای 15 و 30 دقیقه و سرد کردن در C510 به مدت 10 دقیقه و سپس سرد کردن در روغن C60 استفاده شده است. بازگشت اولیه به مدت 2 ساعت در C250 و بازگشت نهایی به مدت 2 ساعت در دماهای 250، 300، 350 و C450 انجام شد. بررسی ها نشان می دهد که چرخه عملیات حرارتی بهینه، آستنیته کردن در C850 به مدت 30 دقیقه و بازگشت نهایی در C300 است، زیرا علاوه بر ایجاد استحکام بالا و چقرمگی شکست مناسب، به دلیل ریزدانه بودن آستنیت اولیه، ویژگی های نرمی آن نیز مطلوب است.
کلید واژگان: عملیات حرارتی، فولاد، فلوفرمینگ، اسپینینگ، D6AC، سرد کردنIn this study, in addition to forming a steel tube of D6AC by direct flowforming, in order to examine the effects of different parameters of heat treatment process on the a for mentioned part properties, different cycles of heat treatment process are designed and after doing so, mechanical properties and microstructural changes of flowformed tube are investigated. For this purpose, at 850, 900 and 950 ˚C austenitizing temperatures for 15 and 30 minutes and AUS-BAY quenching at 510 ˚C for 10 minutes, and then quenching at 60 ˚C oil are used. Initial tempering for 2 hours at 250 ˚C and final tempering for 2 hours at 250, 300, 350 and 450 ˚C was performed. Investigations show that the optimum heat treatment cycle is austenitizing at 850 ˚C for 30 minutes, and final tempering at 300 ˚C, because of creating high strength and suitability for fracture toughness. Due to small grains of initial austenite, the ductility properties are also adequate. -
تاثیر زمان بین پاس های نورد بر خواص مکانیکی فولاد 18Ni-Co-Moیکی از روش های بهبود خواص مکانیکی فولادهای Ni-Co-Mo 18، انتخاب عملیات ترمومکانیکی مناسب است. در این تحقیق تاثیر زمان بین پاس های نورد بر خواص مکانیکی فولاد Ni-Co-Mo 18 مطالعه و بررسی شده است. ابتدا نمونه ها در دمای 1100 درجه سانتیگراد به مقدار 30% کاهش سطح مقطع داده شدند و سپس تا دمای پاس دوم (900 درجه سانتیگراد) در هوا سرد شده و برای زمانهای مختلف (2 ثانیه، 5 و 10 دقیقه) در این دما نگاه داشته شدند. آنگاه نمونه ها به مقدار 20% در پاس دوم کاهش سطح مقطع داده شده و سپس سریعا در آب کوئنچ شدند. در انتها عملیات پیرسختی نمونه ها در دمای 480 درجه سانتیگراد و به مدت سه ساعت انجام گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش زمان بین دو پاس از دو ثانیه به پنج دقیقه، اندازه دانه آستنیت کاهش قابل ملاحظه ای می یابد. این به دلیل پیشرفت تبلور مجدد استاتیکی است. تحت این شرایط، استحکام کششی نمونه ها افزایش یافت اما تغییر قابل ملاحظه ای در انرژی ضربه نمونه ها دیده نشد. با افزایش زمان بین دو پاس از 5 به 10 دقیقه، اندازه دانه آستنیت کمی افزایش پیدا کرد که آن را می توان به رشد دانه ها نسبت داد. استحکام کششی نمونه ها در این مرحله، کمی کاهش یافت، اما تغییر قابل ملاحظه ای در انرژی ضربه نمونه ها مشاهده نشد. نتایج نشان داد که بهترین زمان بین دو پاس نورد برای به دست آوردن بهترین استحکام کششی، حدود 5 دقیقه است.
کلید واژگان: فولاد 18Ni، Co، Mo، عملیات ترمومکانیکی، خواص مکانیکی، زمان بین دو پاس، استحکام کششی -
مروری بر توسعه و ساخت کپسول های تمام فولادی CNGتولید و توسعه سیلندرهای گاز طبعی فشار CNG به عنوان مخزن سوخت خودرو در سال 1970 آغاز شد. تمامی مخازن CNG بسته به وزن و قیمت که متاثر از فرآیندهای ساخت و موادمورد استفاده است. قابل تمیز از یکدیگرند. بیش از 30 سال است که تحقیقات وسیعی در زمینه کپسول های تمام فلزی، که به منظور نگهداری گازهای صنعتی یا گاز طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد. انجام گرفته است. کپسول های CNG تمام فولادی به خاطر ارازانی، ایمنی بالا و تولید آسان مورد توجه هستند. این مقاله به صورت موضوعی اطلاعاتی در مورد انوع کپسول ها و روش ساخت و نیز انجام آزمون هایی که اخیرا بر روی کپسول های تمام فولادی انجام می گیرد. را ارائه می کند.
کلید واژگان: کپسول های CNG، گسیختگی، شکل دهی چرخشی، آزمون کپسول CNG -
بررسی اثر پارامترهای متالورژیکی بر جوشکاری انفجاری صفحت مس - الومینیمجوشکاری انفجاری، روش به کارگیری مواد منفجره برای ایجاد اتصال متالورژیکی فلزات در فشار بالا همراه با حداقل ذوب فلزات مورد نظر است. هدف اصلی از اتصال فلزات همجنس و یا غیر همجنس با جوشکاری انفجاری، بهبود خواص مکانیکی نظیر سختی سطحی، مقاومت به ضربه، استحکام، قابلیت شکل پذیری، مقاومت به خوردگی و همچنین خواص حرارتی و الکتریکی است. هدف این مقاله، بررسی اتصال مس خالص به آلیاژ آلومینیم 6061 با جوشکاری انفجاری و تاثیر سختی صفحه پرنده (آلیاژ آلومینیوم 6061) بر استحکام پیوند است...
کلید واژگان: جوشکاری انفجاری، مس، آلومینیوم 6061، استحکام، ترکیبات بین فلزی، فصل مشترک -
اثر عملیات ترمومکانیکی بر مورفولوژی آخالها و خواص مکانیکی فولاد D6AVدر پژوهش حاضر تاثیر عملیات ترمومکانیکی در دمای بالا بر مورفولوژی آخالها و خواص مکانیکی (استحکام تسلیم، استحکام کششی و درصد ازدیاد طول نسبی) در فولاد D6AV به وسیله افزایش در تعداد پاسهای نورد مورد بررسی قرار گرفته است. آخالهای موجود در سطوح شکست نمونه های کشش به وسیله تشخیص گر EDAX در SEM مشخص شدند. همچنین برای تعیین مقدار تغییر نسبت طول به عرض (aspect ratio) آخالها، برای کاهش ضخامتهای مختلف، از سیستم تشخیص گر تصویری استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان کاهش ضخامت از 75 به 87.5 درصد، نسبت طول به عرض آخالها از 1.53 به 2.4 افزایش یافت. این تغییر کم در افزایش نسبت طول به عرض آخالها را می توان به دلیل شکل پذیری پایین آخالهای اکسیدی و سولفید کلسیم موجود دانست که در مجموع نسبت طول به عرض آخالها را کاهش می دهند. تایج حاصل از آزمایشهای مکانیکی نشان داد که با افزایش مقدار تغییر شکل، خواص مکانیکی به مقدار کمی کاهش می یابد. ین پدیده را می توان به رشد دانه های آستنیت به دلیل افزایش زمانهای بین پاسهای نورد و افزایش کشیدگی آخالها در ضخامتهای کمتر نسبت داد.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.