f. nematzadeh
-
استنت از جنس آلیاژ هوشمند می تواند با کاهش مشکلاتی نظیر استحکام شعاعی ناکافی و رفتار دینامیکی نامناسب نسبت به سایر استنت ها برای استفاده در عروق محیطی به کار رود. در این مقاله با استفاده از روش المان محدود رفتار مکانیکی دو نوع استنت از جنس آلیاژ هوشمند با خواص متالورژیکی و مکانیکی متفاوت مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی استنت ها با اعمال کرنش محوری(لهیدگی) مطابق استاندارد انجام شد. مدل ماده های مورد استفاده به منظور توصیف خواص ماده استنت از جنس آلیاژهای هوشمند بر اساس انرژی ترمودینامیکی آزاد هلمهولتز و انرژی ترمودینامیکی آزاد گیپس بود. با تغییر دمای پایان آستنیتی از 293 تا 303 درجه کلوین (حدود 10 درجه کلوین)، اختلاف تنش های مسطح بالایی و پایینی به میزان 40 مگاپاسکال (معادل حدود 12 درصد) افزایش یافت. نتایج کلی بیان گر رفتار مطلوب مکانیکی و کلینیکی استنت با دمای پایان آستنیتی (Af}) بالاتر بدلایلی نظیر نیروی مناسب اعمالی به عروق، استحکام مقاومتی شعاعی و حلقه هیسترزیس کامل وابسته به رفتار ابرکشسانی بعلاوه تنش کمتر و کرنش بیشتر بود. این مطالعه عددی یک راه مناسبی برای بررسی رفتار مکانیکی استنت های هوشمند مورد کاربرد در عروق محیطی با توجه به اثرات خواص متالورژیکی و مکانیکی است.
کلید واژگان: آلیاژهای حافظه دار، استنت، عروق محیطی، روش المان محدودStent placement has been a unique treatment for peripheral arteries illnesses in the recent years. Intelligent alloy stents can be used for peripheral arteries by reducing problems such as insufficient radial strength, low torsional capability and poor dynamic behavior compared to other stents. The application of the stent develops twofold chief objectivesundersized duration influence which avoids the effects of intimal division and the flexible shrinking and extended duration consequence which avoids restenosis due to the neointimal hyperplasia. Additionally, the other advantages of stent applications can be shortened as monitors: operative contour-capability to attain a satisfactory obsession to the vessel’s wall; adequate resistance contrary to the flexible shrinking; fatigue asset due to the pulsatile current and physique’s kinematics; a much smaller device to facilitate the percutaneous technique; small thrombogenicity; and height biocompatibility. In this study, metallurgical and mechanical behaviors of two types of intelligent alloys stent were studied by finite element method during the crushing process (axial loading) according to the standard. The intelligent stent material’ model used to describe the material and mechanical behavior were based on the free thermodynamic energy of Helmholtz and the free thermodynamic energy of Gibbs. with varying the Af temperature from 293 to 303 ° K (about 10 ° K), the difference between the upper and lower plateau stresses was about 40 MPa (equivalent to about 12%).The results showed favorable mechanical and clinical behavior of the stent with high Af temperature. Intelligent stents with high Af temperature is shown to have the best mechanical performance for clinical applications owing to lower Chronic Outward Force (COF), higher Radial Resistive Force (RRF), and more suitable superelastic behavior. Model calculations showed that a high Af temperature of Intelligent stent could exert a substantial effect on practical performance of the stent. This finite element model can provide a convenient way for evaluation of biomechanical properties of stents given to effects of intelligent alloys stents used in peripheral artery with respect to the effects of metallurgical, mechanical and clinical performance.
Keywords: Intelligent alloys, Stent, Peripheral artery, Finite Element Method -
در پژوهش حاضر، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه میان فولاد زنگ نزن دوفازی 2304 و سوپر آلیاژ اینکونل 718 با استفاده از فرایند جوشکاری لیزر پالسی مطالعه و ارزیابی شد. هدف از انجام این پژوهش، با توجه به وجود خلا محسوس در این نوع اتصال و بررسی تحولات ریزساختاری در نواحی مختلف جوش و تاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر بر خواص مکانیکی این اتصالات غیرمشابه است. بدین منظور، از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ با تکنیک مرکب مرکزی برای بهینه سازی پارامترهای جوشکاری لیزر استفاده شد. محدوده پارامترهای موثر فرایند شامل توان لیزر، سرعت جوشکاری و عمق فوکوس به ترتیب 1000 تا1900 وات، 1 تا 5 میلی متر بر ثانیه و 1- تا 1 میلی متر درنظر گرفته شد. از آزمایش کشش تک محوره برای تعیین نیروی شکست اتصالات و از میکروسکوپ نوری برای مشاهده های ریزساختاری و تغییر و تحولات فازی بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزایش دو متغیر سرعت جوشکاری و عمق فوکوس در ابتدا باعث افزایش نیروی شکست اتصالات شده و پس از رسیدن به یک مقدار بهینه، نیروی شکست شروع به کاهش می کند. در این پژوهش بیشینه نیروی شکست اتصالات در توان 1900 وات، سرعت جوشکاری سه میلی متر بر ثانیه و عمق فوکوس صفر میلی متر محاسبه شد. با توجه به نتایج ریزساختار منطقه جوش، دندریت های هم محور در مرکز ناحیه جوش غالب هستند درحالی که در نزدیکی خط ذوب دندریت ها به صورت ستونی انجماد یافته اند. همچنین تغییرات سختی در نواحی مختلف اتصال بحث و بررسی شد. بر اساس نتایج، به دلیل انحلال رسوبات استحکام بخش نظیر TiC و NbC طی فرایند جوشکاری پرتوی لیزر، سختی ناحیه جوش نسبت به فلز پایه اینکونل 718 کاهش یافت.
کلید واژگان: فولاد زنگ نزن دوفازی، سوپرآلیاژ پایه نیکل، بهینه سازی، جوشکاری لیزرIn this research, microstructure and mechanical properties of laser welded joints between 2304 duplex stainless steel and Inconel 718 nickel-based super alloy were investigated. Microstructural evolution in the various areas of welded joints and also the effect of welding parameters on the mechanical properties of dissimilar joints were studied. Response surface methodology based on the central composite design was used in order to find the optimum welding parameters. Effective parameters of the welding process including laser power, travel speed and defocusing distance were set in the range of 1000 to 1900 W, 1 to 5 mm/s and -1 to 1 mm, respectively. Uniaxial tensile test was used to evaluate the fracture force of weld joints. The microstructural observations and phase evolutions were studied using optical microscope. It was found that the fracture force of the weld joints firstly increased by travel speed and defocusing distance and then decreased by further increase. The maximum fracture force was obtained when laser power, travel speed and defocusing distance were 1900 W, 3 mm/s and 0 mm, respectively. The center line of weld metal was mainly consisted of equiaxed grains where, columnar grains were formed in the fusion line. The obtained results from the hardness measurement showed that the hardness of Inconel 718 was decreased due to dissolution of TiC and NbC particles.
Keywords: Duplex stainless steel, Nickel based super alloy, Optimization, Laser welding -
در این پژوهش، به منظور اتصال غیرمشابه میان ورق های فولاد زنگ نزن فریتی 430 و فولاد زنگ نزن دوفازی 2304 از فرایند جوشکاری لیزر Nd:YAG با حداکثر توان 280 وات استفاده گردید. در ابتدا به مطالعات ریزساختاری، تحولات فازی و تغییرات خواص مکانیکی در اثر جوشکاری پرداخته شد. سپس، بهینه سازی پارامتر های فرایند جوشکاری لیزر با هدف بهبود خواص مکانیکی و با استفاده از روش های آماری انجام شد؛ بنابراین؛ از روش طراحی آزمایش رویه سطح با تکنیک مرکب مرکزی جهت بهینه سازی پارامتر های موثر فرایند شامل توان لیزر، سرعت جوشکاری و عمق فوکوس استفاده شد و پارامتر های بهینه با درنظر گرفتن پاسخی مانند نیروی شکست اتصالات، تعیین شدند. بدین منظور، از آزمایش کشش تک محوره برای تعیین استحکام اتصالات و از میکروسکوپ نوری برای مشاهدات ریزساختاری و تغییر و تحولات فازی بهره گرفته شد. نتایج نشان می دهد که، با کاهش سرعت جوشکاری و افزایش توان لیزر میزان نیروی شکست اتصالات، حداکثر تا 3587 نیوتن افزایش می یابد. با توجه به نتایج تغییرات ریزساختاری، رشد دانه ها و وجود کاربید های پراکنده در منطقه جوش مشاهده گردید. همچنین تاثیر حرارت ورودی ناشی از تغییر پارامتر های جوشکاری لیزر، بر روی پروفیل ریزسختی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، حداکثر میزان سختی در منطقه جوش نمونه ی با حرارت ورودی کم به دست آمد که میزان آن در حدود 332 ویکرز اندازه گیری شد.کلید واژگان: جوشکاری لیزر ضربانی، فولادهای زنگ نزن فریتی، فولادهای زنگ نزن دوفازی، تحولات فازی، ریزساختارIn this research, dissimilar joint between AISI 430 ferritic stainless steel and AISI 2304 duplex stainless steel was made by Nd:YAG laser welding process. At first, microstructural and phase evolutions and also changes in mechanical properties due to the welding process were investigated. Hence, mechanical properties of weld joints were optimized using statistical methods. For this purpose, response surface methodology based on central composite design was used in order to find the optimum values of laser power, welding speed and defocusing distance and to obtain the maximum value of fracture force of joints. Uniaxial tensile test and optical microscopy were used to study the mechanical properties and structural features of weld joints, respectively. It was found that the fracture force of weld joints increases by decrease in welding speed and laser power and the maximum fracture force reached to 3587 N. Regarding microstructural evolutions studies, grain growth and presence of dispersed carbides in the fusion zone were observed. Finally, the effect of heat input on the hardness profile was evaluated and discussed. According to the result, the maximum hardness was obtained in the weld metal of the sample with low heat input and it was measured at about 332 vickers.Keywords: Pulsed laser welding, Ferritic stainless steel, duplex stainless steel, Phase evolutions, Microstructure
- 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.