به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

corrosion behavior

در نشریات گروه مواد و متالورژی
تکرار جستجوی کلیدواژه corrosion behavior در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • مهدیه سلطانعلی پور*، جعفر خلیل علافی
    مقدمه و اهداف

    آلیاژهای نیکل-تیتانیم سختی و خواص تریبولوژیکی ضعیفی دارند. در به کارگیری این آلیاژها برای کاربردهای پزشکی نظیر اتصالات مصنوعی مفصل استخوان ها، احتمال شل شدن ناشی از سایش وجود دارد. با ایجاد پوشش هایی نظیر تیتانیم نیترید می توان سختی، مقاومت سایشی و خوردگی سطوح را افزایش داد. تمرکز اصلی پژوهش بر این است که چگونه اتمسفر پوشش دهی می تواند نه تنها بر خواص مورفولوژیکی و ریزساختاری بلکه بر رفتار خورگی و مکانیکی پوشش ها تاثیر بگذارد. 

    مواد و روش ها

    این مطالعه، استفاده موثر از روش پلاسمای فوکوس چگال را برای رسوب پوشش های نیترید تیتانیم بر روی آلیاژهای حافظه دار در اتمسفرهای مختلف را نشان می دهد. اتمسفرهای مورد استفاده: (1) 50 درصد حجمی آرگون، 50 درصد حجمی نیتروژن و (2) 75 درصد حجمی آرگون، 25 درصد حجمی نیتروژن بودند. 

    یافته ها

    عملیات نیتروراسیون در شرایط ذکرشده، باعث افزایش سختی نمونه ها شده است. سختی متوسط در نمونه های 0.5N2-7 و 0.25N2-7 به ترتیب نزدیک به HV 459 و HV 410/5 به دست آمد. در فاصله ثابت آند از سطح نمونه، با کاهش نسبت نیتروژن به کل گاز ورودی، میزان کندوپاش در محفظه افزایش یافته و به افزایش ضخامت پوشش منجر می شود. ضخامت پوشش در نمونه های 0.5N2-7 و 0.25N2-7 به ترتیبµm 0/91 و  µm 1/75 به دست آمد.  

    نتیجه گیری

    تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطح پوشش ها نشان داد که فرایند نیتروژن دهی در محیط 75 درصد حجمی آرگون، 25 درصد حجمی نیتروژن، روش موثرتری برای جلوگیری از ترک خوردن سطح است. علاوه بر این، در این اتمسفر با کاهش نسبت نیتروژن به کل گاز ورودی، به افزایش ضخامت پوشش و بهبود رفتار خوردگی منجر شد.

    کلید واژگان: پلاسمای فوکوس چگال، آلیاژ نیکل-تیتانیم، پوشش تیتانیم نیترید، خواص ساختاری، رفتار خوردگی
    Mahdiyeh Soltanalipour *, Jafar Khalil-Allafi
    Introduction and Objectives

    Nickel-titanium alloys have poor hardness and tribological properties. There is a possibility of loosening caused by wear while using these alloys for medical applications such as artificial bone joints. The hardness, wear resistance, and corrosion resistance of the surfaces can be improved by deposition of coatings such as TiN. The study's main objective was to investigate how the deposition atmosphere affects the morphological and microstructural properties and the mechanical and corrosion behavior of the coatings.

    Materials and Methods

    This study demonstrates the effective use of the dense plasma focus method to deposit titanium nitride coatings onto nickel-titanium shape memory alloys in various atmospheric conditions. The atmospheres used were (i) 50 vol. % argon and 50 vol. % nitrogen, and (ii) 75 vol. % argon and 25 vol. % nitrogen.

    Results

    Nitriding process under the above-mentioned conditions increased the hardness of the samples. The average hardness of samples 0.5N2-7 and 0.25N2-7 were obtained to be ~ 459 HV and 410.5 HV, respectively. At a constant distance from the anode to the sample surface, with a decrease in the ratio of nitrogen to the total inlet gas, the sputtering rate in the chamber increases and leads to an increase in the coating thickness. The coating thickness of samples 0.5N2-7 and 0.25N2-7 were obtained to be 0.91 µm and 1.75 µm, respectively.

    Conclusion

    Scanning electron microscope images of the coating surfaces indicated that the nitriding process in the 75 vol. % argon and 25 vol. % nitrogen environment was more effective in preventing cracking. Additionally, lowering the nitrogen ratio in the atmosphere led to a higher sputtering rate within the chamber, contributing to an increase in coating thickness and improved corrosion resistance.

    Keywords: Dense Plasma Focus, Niti Alloy, Tin Coating, Structural Properties, Corrosion Behavior
  • حسین شفیعی، امیر سیف الدینی*، سعید حسنی، علی عبیداوی
    فولاد ضد زنگ 316 یکی از آلیاژهایی است که معمولا برای ابزارهای جراحی استفاده می شود. این ابزارها در تماس با باکتری ها به شدت مستعد آلودگی هستند. با اعمال پوشش هایی با خاصیت ضد باکتریایی می توان این مشکل را به میزان قابل توجهی کاهش داد. هدف از این تحقیق طراحی یک آلیاژ جدید مبتنی بر Zr با ساختار شیشه ای دارای خواص ضد باکتریایی و اعمال آن بر روی فولاد زنگ نزن 316 می باشد.ابتدا آلیاژی با ترکیب شیمیایی Zr30Cu20Al10Ag10Cr10Si10B10 با استفاده از سیستم SPS طراحی و تولید شد. سپس لایه های نازک آلیاژ با استفاده از دستگاه اسپاترینگ مگنترون بر روی 316 نمونه فولادی رسوب داده شد. تست های GIXRD موفقیت در به دست آوردن یک ساختار کاملا بی شکل را نشان داد.رفتار ضد باکتریایی پوشش ایجاد شده در برابر دو باکتری اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پوشش به دلیل وجود مس و نقره در آلیاژ، خواص ضد باکتریایی بالایی در برابر این باکتری ها از خود نشان می دهد. علاوه بر این، استفاده از پوشش جدید می تواند نقش مهمی در چسبندگی سلول های سرطانی مختلف به ابزارهای جراحی ساخته شده از فولاد زنگ نزن 316 داشته باشد، زیرا زبری بستر را تا حدود 50 درصد کاهش می دهد.آزمایشات نشان داد که استفاده از پوشش باعث کاهش انرژی آزاد سطح و در نتیجه افزایش آب گریزی سطح می شود و سطح فولاد ضد زنگ 316 را از آب دوست به آبگریز تبدیل می کند. علاوه بر این، ساختار آمورف پوشش مقاومت به خوردگی فولاد 316 را در محلول 3.5٪ NaCl افزایش داد. بنابراین، اعمال پوشش جدید طراحی شده برای ابزارهای فولادی زیست پزشکی پیشنهاد می شود.
    کلید واژگان: فولاد ضد زنگ 316، TFMG مبتنی بر Zr، خواص ضد باکتریایی، زبری، انرژی بدون سطح، زاویه تماس، رفتار خوردگی
    Hossein Shafyei, Amir Seifoddini *, Saeed Hasani, Ali Obydavi
    316 stainless steel is one of the alloys commonly used for surgical instruments. These tools, when in contact with bacteria, are highly prone to contamination. By applying coatings with antibacterial properties, this problem can be significantly mitigated. The purpose of this research is to design a novel Zr-based alloy with glass structure , possessing antibacterial properties, and apply it to 316 stainless steel. First,, an alloy with the chemical composition Zr30Cu20Al10Ag10Cr10Si10B10 was designed and produced using a SPS system. Next, thin layers of the alloy were deposited on 316 steel samples using a Magnetron Sputtering machine. The GIXRD tests indicated success in obtaining a completely amorphous structure. The antibacterial behavior of the created coating against two bacteria, Escherichia coli and Staphylococcus aureus, was investigated. The results showed that the coating, due to the presence of Cu and Ag in the alloy, exhibited high antibacterial properties against these bacteria. Additionally, the application of the new coating can play an important role in the adhesion of various cancer cells to surgical tools made from 316 stainless steel, due to the reduction of substrate roughness by approximately 50%.Tests showed that the application of the coating reduced the free energy of the surface and thus increased the hydrophobicity of the surface, transforming the surface of 316 stainless steel from hydrophilic to hydrophobic. Furthermore, the amorphous structure of the coating enhanced the corrosion resistance of the 316 steel in 3.5% NaCl solution. Therefore, applying the newly designed coating to biomedical steel tools is suggested.
    Keywords: 316 Stainless Steel, Zr-Based TFMG, Antibacterial Properties, Roughness, Surface Free Energy, Contact Angle, Corrosion Behavior
  • نیما رهبری فرد، سعیدرضا الله کرم *، مهرناز قراگوزلو، مهدی شکوه فر

    در این مقاله، اثر افزودن نانوذرات ZnO بر پوشش تشکیل شده حاصل از فرآیند اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی (PEO) در الکترولیت پایه فسفاتی بر روی آلیاژ منیزیم AM50 بررسی شد. پس از انتخاب الکترولیت و شرایط پوشش دهی بهینه، نانوذرات ZnO در غلظت های متفاوت به محلول الکترولیت اضافه شد و اثر آن برروی ساختار و خواص خوردگی و سایشی پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت. ساختار سطح پوشش ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشرمیدانی و پراش سنج اشعه ایکس و رفتار خوردگی آن ها توسط روش های پلاریزاسیون و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 % سدیم کلرید در دمای محیط و همچنین رفتار سایشی پوشش به روش پین روی دیسک بررسی گردید. بررسی فازی و تصاویر میکروسکوپی پوشش ها نشان داد که افزودن نانوذرات ZnO تا مقدار مشخصی به خوبی موجب کاهش تخلخل و افزایش مقاومت به خوردگی و سایش پوشش می شود. اثر منفی افزودن بیش از حد نانوذرات ZnO به موجب میکرو ترک های سطحی حاصل از تنش های ایجاد شده در سطح پوشش می باشد. در نهایت پوشش تشکیل شده در الکترولیت حاویg/l 15تری سدیم فسفات و g/l 5 سدیم متاسیلیکات و g/l 1 نانوذرات ZnO، تحت جریان A/CM22/0 در مدت زمان 5 دقیقه به عنوان پوشش بهینه از نظر رفتار خوردگی و سایشی و همچنین بهترین مورفولوژی انتخاب شد.

    کلید واژگان: آلیاژ منیزیمAM50، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما، رفتار خوردگی، رفتار سایشی، نانوذرات اکسید روی
    N. Rahbarifard, S. R. Allahkaram *, M. Gharagozlou, M. Shokouhfar

    In this article, the effect of adding ZnO nanoparticles on the coating formed by electrolytic plasma oxidation (PEO) process in phosphate-based electrolyte on AM50 magnesium alloy was investigated. After choosing the electrolyte and optimal coating conditions, ZnO nanoparticles were added in different concentrations to the electrolyte solution and its effect on the structure and corrosion properties of the coatings was investigated. Corrosion resistance of the coatings was evaluated using polarization method and electrochemical impedance spectroscopy in 3.5% sodium chloride solution at ambient temperature and wear behavior of the coatings was checked by pin on disc method. The scanning electron microscope (SEM) was employed to determine the surface structure and the thickness of the coatings and their phase composition was surveyed by X-ray diffractometer. Phase analysis and microscopic images of the coatings showed that the addition of ZnO nanoparticles up to a certain amount reduces the porosity and increases the corrosion and wear resistance of the coating. The negative effect of adding too much ZnO nanoparticles is due to surface micro-cracks resulting from the stresses created on the surface of the coating. Finally, the coating formed in the electrolyte containing 15g/L trisodium phosphate, 5g/L sodium metasilicate and 1g/L ZnO nanoparticles, under the current density of 0.2 A/Cm2 for 5 minutes as the optimal coating in terms of corrosion and wear behavior and also the best morphology was selected.

    Keywords: AM50 Magnesium Alloy, Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), Corrosion Behavior, Wear Behavior, Zinc Oxide Nanoparticles
  • حسین شفیعی، امیر سیف الدینی*، سعید حسنی، علی عبیداوی

    مطالعات نشان می دهد با اعمال پوشش های با ساختار آمورف بر روی ابزارهای جراحی می توان رفتار زیست سازگاری و مقاومت به خوردگی این ابزارها را افزایش داد. یکی از این پوشش ها ، پوشش های لایه نازک شیشه فلز پایه زیرکونیوم می باشد. لذا در این پژوهش، پس از بررسی تاثیر عناصر مختلف در رفتار زیست سازگاری و خوردگی پوششها، ابتدا آلیاژی با ترکیب شیمیایی Zr30Cu20Al10Ag10Cr10Si10Br10 طراحی و تولید شد. سپس لایه بسیار لایه نازکی از آلیاژ تولید شده بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن 316 اعمال گردید. در ادامه میزان آب گریزی این پوشش و رفتار خوردگی آن در دو محیط محلول NaCl و محلول شبیه سازی شده بدن مورد مطالعه قرار گرفت . برای تولید آلیاژ اولیه از دستگاهSPS استفاده شد. در ادامه بوسیله دستگاه پوشش دهی نوع کندو پاش ، لایه های نازکی از آلیاژ مذکور بر روی زیر لایه فولاد 316 ایجاد شد. بررسی های اولیه نشان داد که پوشش تولیدی دارای ساختار شیشه ای می باشند. آزمونهای انجام شده نشان داد که اعمال پوشش طراحی شده، بوسیله کاهش انرژی آزاد سطوح، باعث افزایش زاویه تماس و درنتیجه افزایش میزان آب گریزی سطوح و تبدیل سطح فولاد 316 از آب دوست به آب گریز گردیده است. همچنین اعمال این پوشش به دلیل دارا بودن ساختار آمورف باعث افزایش مقاومت به خوردگی زیر در دو محیط محلول کلرور سدیم و محلول شبیه سازی شده بدن می گردد. بررسی سطوح خورده شده حاکی از وقوع پدیده خوردگی حفره ای برای پوشش ایجاد شده می باشد.

    کلید واژگان: فولاد زنگ نزن304، لایه نازک شیشه های فلزی پایه زیرکونیوم، زاویه تماس، رفتار خوردگی، محلول SBF

    Studies show that by applying coatings with amorphous structure on surgical instruments, the biocompatibility and corrosion resistance of these instruments can be increased. One of these coatings is Zr-based metal glass thin layer coatings. Therefore, in this research, after investigating the effect of different elements on the biocompatibility and corrosion behavior of coatings, first an alloy with the chemical composition of Zr30Cu20Al10Ag10Cr10Si10Br10 was designed and a thin disk of this alloy was produced using Spark Plasma Sintering, SPS, device. Then, thin layers of the alloy produced were applied on the 316 steel substrate using a Magnetron Sputtering machine. Initial investigations showed that the production coatings have a glass structure. Next, the hydrophobicity of the coating and its corrosion behavior in two environments, NaCl solution and Simulated Body Fluid was studied. The conducted tests showed that the application of the designed coating, by reducing the surfaces energy, increased the contact angle and as a result increased the hydrophobicity of the surfaces, transformed the surface of 316 steel from hydrophilic to hydrophobic. Also, the application of this coating due to its amorphous structure increases the corrosion resistance in the two environments of sodium chloride solution and Simulated Body Fluid. Examining the corroded surfaces indicates the occurrence of pitting corrosion phenomenon for the created coatings.

    Keywords: 316 Stainless Steel, Thin Layer Of Zr-Based Metallic Glasses, Surface Energy, Contact Angle, Corrosion Behavior, Sbfsolution
  • N. Fereshteh-Saniee, H. Elmkhah *, M. Molaei, A. Zolriasatein
    In recent years, implants are used as prostheses to replace and protect bone. Titanium, as an implantable material, needs to improve corrosion and wear properties for better performance. Therefore, in the current study nitride coatings were applied with the aim of improving corrosion and wear properties. Cathodic arc evaporation physical vapor deposition (CAE-PVD) technique was used to deposit nanolayered CrN/CrAlN coatings on commercially pure titanium and Ti6Al4V substrates for biomaterial applications. X-ray diffraction (XRD) was used to characterize the crystal structure of the coating, and scanning electron microscopy (SEM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) were utilized to observe the surface morphology and cross-section of the coating. The coating adhesion was measured according to VDI 3198 standard using a Rockwell-C indenter. The corrosion behavior was evaluated by potentiodynamic polarization and spectroscope electrochemical impedance in Ringer's solution. The results showed that the nanolayered coating changed the corrosion potential from -0.368 V to -0.054 V for the titanium sample and from -0.405 V to -0.028 V for the Ti6Al4V specimen. Additionally, the corrosion current density was reduced to about one-eighth and a third for the titanium and Ti6Al4V coated samples, respectively. The capacitator circle diameters increased due to the deposition of CrN/CrAlN coating, demonstrating enhanced corrosion behavior of the coated samples compared to uncoated specimens, as the coating acted as a barrier against corrosive liquids accessing the substrate.
    Keywords: CrN, CrAlN coating, Titanium, Ti6Al4V, PVD, Ringer Solution, Corrosion behavior
  • Elham Nikoomanzari, Arash Fattah-Alhosseini *
    This study investigated the influence of three different frequencies (100, 1000, and 2000 Hz) during the PEO process on the characteristics of ceramic coatings fabricated on Ti-6Al-4V alloys in the presence of 12 g/L Na3PO4.12H2O and 3 g/L ZrO2 nanoparticles. The microstructure, surface roughness, wettability, chemical composition, and corrosion performance of the coatings were thoroughly examined to assess their performance. The microstructural results revealed that increasing frequencies led to a reduction in the porosity size, as well as a decrease in coating thickness, wettability, and surface roughness. Additionally, the corrosion performance of the coatings was evaluated in Hank's solution using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP) methods. As the frequency rose from 100 to 2000 Hz, the corrosion current density dropped significantly from 47.35 to 13.75 nA/cm2 and the corrosion potential increased from 218 to 684 mV versus Ag/AgCl electrode. These findings indicated that the coating produced at a frequency of 2000 Hz exhibited the lowest corrosion density, thereby demonstrating superior corrosion resistance compared to the coatings produced at lower frequencies. The corrosion resistance of the optimum coating (coating formed at a frequency of 2000 Hz) was found to be approximately 0.8 times higher compared to the uncoated metal.
    Keywords: ZrO2 nanoparticles, Ti-6Al-4V, Plasma electrolytic oxidation (PEO), frequency, Corrosion behavior
  • Ali Shanaghi, AliReza Souri, Wrya Forghani

    The anodizing process of titanium (Ti) implants and their alloys improves their corrosion resistance and life service by naturally increasing the thickness of the passive oxide layer formed on the surface. Among the parameters that affect the properties of the anodized layer, voltage is a significant one due to the kinetic and thermodynamic processes. In this paper, commercial pure titanium (cp-Ti) coupons with the dimensions of 20 ×10 × 1 mm3 were used as the anode in 1 M sulfuric acid solution at different voltages of 3, 6, and 9 V, current intensity of 3 A, electrolyte temperature of 60 °C, and duration time of 30 s. The phase composition analysis, morphology, and corrosion behavior of the anodized Ti were examined by Grazing‐Incidence X‐Ray Diffraction (GIXRD), Field‐Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and electrochemical impedance, respectively, in Simulated Body Fluid (SBF) at 37 °C. The results confirmed the formation of titanium oxide coating with a hexagonal structure. A smoother surface was obtained upon increasing the voltage up to 6 V. However, the surface became rougher with further voltage increase up to 9 V. The highest charge transfer resistance (37354 and 58127 ohm.cm-2) was achieved at 6 V after 1 and 24 hours of immersion in the SBF solution, representing 84 % and 2440 % increase, respectively, compared to the cp-Ti sample. The double layer helps prevent the formation of localized corrosion sites, such as pitting and crevice corrosion, which can be particularly damaging to Ti alloy as an implant in the human body. Although rising the voltage from 3 to 6 V resulted in a more hydrophobic surface (as shown by an increase in the contact angle from 63.8° to 74.1°), further voltage increase up to 9 V made the surface more hydrophilic than before.

    Keywords: Anodizing, Low Voltage, Ti Alloy, Simulated Body Fluide Solution, Corrosion Behavior, Double Layer
  • رویا پلمه، صادق پورعلی*، رضا توانگر، سید سینا حجازی

    در بررسی حاضر، ساختار سطحی و رفتار خوردگی آلیاژ مونل 400 پس از فرآیند میکروساچمه پاشی پرانرژی به صورت مقایسه ای با همتای آنیل انحلالی شده آن مورد مقایسه قرار می گیرد. برای نیل به هدف این بررسی، آزمون های سنجش میکروسختی و زبری، پراش پرتو ایکس سطحی (GI-XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) جهت مشخصه یابی لایه های سطحی در نمونه های میکروساچمه پاشی شده و آنیل انحلالی شده به کار گرفته شدند. بر اساس نتایج حاصله، فرآیند یاد شده باعث کاهش اندازه دانه سطحی از گستره حدود µm 4±30 تا nm 5±76 و افزایش چگالی ساختارهای نابجایی در سطح می شود. افزون بر این، آزمون های خوردگی الکتروشیمیایی در محیط HCl جهت مقایسه رفتار خوردگی سطوح آنیل و میکروساچمه پاشی شده نیز به کار گرفته شدند. بر اساس نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک چرخه-ای، نمونه میکروساچمه پاشی شده در مقایسه با نمونه آنیل شده، چگالی جریان خوردگی اولیه بالاتری به بهای چگالی جریان رویینگی کمتر از خود نشان می دهد. پتانسیل رویینگی مجدد برای نمونه میکروساچمه پاشی شده حدود mV 150+ بالاتر از نمونه آنیل انحلالی بود که گواهی بر مقاومت بالاتر این نمونه در برابر خوردگی موضعی است. بر اساس برازش داده های حاصل از آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، مقاومت پلاریزاسیون فیلم رویین در نمونه میکروساچمه پاشی شده بیش از دو برابر این مقدار برای نمونه آنیل انحلالی است.

    کلید واژگان: آلیاژ مونل 400، فرآیند میکروساچمه پاشی پرانرژی، مشخصه یابی سطح، رفتار خوردگی

    In this study,the surface structure,corrosion behavior of Monel 400 alloy are  comparatively investigated after high energymicro-shot peening process with its solution-annealed counterpart. To the aim of this investigation, microhardness, roughness measurements ,grazing-incidence X-ray diffraction  (GI-XRD),field-emission scanning electron  microscopy (FE-SEM), and transmission electron microscopy (TEM) were employed  to characterize the surface layers of high energy micro-shot peened andsolution-annealed samples. Based on the results,the process decreases the surface grain size from 30±4 µm to 76±5 nm,andincreases the density of dislocation structures on the surface. Moreover,electrochemical corrosion tests were carried out in HClsolution to compare the corrosion behavior of solution-annealed,micro-shot peened surfaces. Based on the results of thecyclic potentiodynamic polarization test,the micro-shot peened sample shows a higher initial corrosion current density at theexpense of a lower passivity current density,as compared with the solution-annealed one. The repassivation potential for themicro-shot peened sample is about +150 mV higher than the solution-annealed sample,which is a proof of the higher resistanceof this sample against localized corrosion. Based on the fitting of the data obtained from the electrochemical impedancespectroscopy,the polarization resistance of the passive film in the micro-shot peened sample is more than twice of this one forthe solution-annealed sample.

    Keywords: Monel 400 alloy, high energy micro-shot peening process, surface characterization, corrosion behavior
  • علی عرب زاده، بهمن کروجی *، سید مصطفی موسوی زاده، سید علیرضا حسینی

    در این تحقیق رفتار خوردگی جوش همزن اصطکاکی نقطه ای زایده ای آلیاژ آلومینیم 2024 بررسی شده و با رفتار خوردگی فلز پایه مورد مقایسه قرار گرفته است. نمونه جوشکاری با سرعت چرخش 2500 دور در دقیقه در مدت زمان نگهداری 12 ثانیه انجام شد. میزان فروروی ابزار در سطح نمونه 1/0 میلی متر، قطر ابزار 16 میلی متر و زایده دایره ای شکل زیر نمونه ها با قطر 10 و ارتفاع 4/0 میلی متر از سطح میز کار تعبیه شدند. با استفاده از روش آزمون پلاریزاسیون تافلی و کاوشگر روبشی کلوین استاندارد و از طریق تغییرات پتانسیل سطوح جوش و فلز پایه و همچنین تغییرات چگالی شدت جریان خوردگی، رفتار خوردگی جوش همزن اصطکاکی نقطه ای زایده ای مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که پتانسیل خوردگی ناحیه جوش در مقایسه با فلز پایه کاهش می یابد. اما این کاهش منجر به افزایش قابل ملاحظه چگالی جریان خوردگی نشده است. همچنین ناحیه جوش ایجاد شده دارای بیشترین چگالی جریان خوردگی و ناحیه فلز پایه دارای کمترین چگالی جریان خوردگی بوده است.

    کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی نقطه ای زائده ای، کاوشگر روبشی کلوین، رفتار خوردگی، آلومینیم 2024
    A. Arabzadeh, B.Korojy*, S.M.Mousavizade, SA. Hosseini

    In the present study, the corrosion behavior of projection friction stir spot welding of 2024 aluminum alloy has been investigated and compared with the corrosion behavior of the base metal. Welding of sample was performed with the rotation speed of 2500 rpm and the dwell time of 12 seconds. The penetration depth of the tool on the surface of the sample was 0.1 mm, the diameter of the tool was 16 mm, and a circular protrusion with a diameter of 10 mm and a height of 0.4 mm was placed below the working table. By using Tafel polarization test method and standard Scanning Kelvin Probe through potential chang of weld surfaces and base metal as well as chang in corrosion current density, the corrosion behavior of projection friction stir spot welding was investigated. The results showed that the corrosion potential of the weld area is reduced compared to the base metal, although this reduction has not led to a significant increase in corrosion current density. Also, the welding zone has higher corrosion current density than the base metal region.

    Keywords: Projection Friction Stir spot welding, Scanning Kelvin probe, corrosion behavior, 2024aluminum alloy
  • Sayed Rouhollah Mousavi *, Mojtaba Esmailzadeh, Ali Sabea Hammood
    In this study, resistance spot welding (RSW) of 316 stainless steel has been studied, focusing on the welding current (10, 15, and 18 kA) and its impact on the microstructure, mechanical, and corrosion properties. The laboratory verification of welding joints has been achieved by studying the mechanical behavior of welded joints using the tensile–shear tests. Microstructure examination has been done using optical microscopy (OM), surface morphology characterization using scanning electron microscopy (SEM). The corrosion behavior of weld joints has been studied using a potentiodynamic polarization (PD) technique in a 3.5 wt. % NaCl solution. Evaluation of the welded joints indicated that corrosion resistance of RSW joint at 15 kA welding current is higher than that of other joints, whereas the corrosion rate of RSW joint at 10 kA welding current is less than that of RSW joint at 18 kA welding current. In the presence of ferrite phase, mechanical and corrosion properties improved.
    Keywords: 316 Stainless steel, Resistance spot welding, Corrosion behavior, Welding current
  • Abouzar Rezaei-Baravati, Masoud Kasiri-Asgarani *, HamidReza Bakhsheshi-Rad, Mahdi Omidi, Ebrahim Karamian

    The effect of hydrofluoric acid (HF) treatment on the corrosion performance of the Mg–Zn–Al–0.5Ca alloy was studied by immersing a specimen in HF solutions for varying lengths of time at room temperature. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) were used to study the evolution of microstructures. In vitro corrosion resistance was assessed using potentiodynamic polarization and a room-temperature immersion test in Kokubo solution. The fluoride-treated Mg–Zn–Al–0.5Ca alloy formed by 24h immersion in HF exhibited a more homogeneous, compact, and thicker (2.1 μm) coating layer compared to the other HF treated specimens in 6, 12 and 18 hours. The corrosion resistance performance of the Mg–Zn–Al–0.5Ca alloy formed by 24h immersion in HF was the best, with a corrosion rate of 2.87 mm/y according to the electrochemical experiment. The mean weight loss of the untreated samples was more considerably higher (up to 2 times) than that of the fluoride-treated alloys, according to in vitro degradation assessments. According to the findings because of its low degradation kinetics and apatite formation ability, the fluoride-treated Mg–Zn–Al–0.5Ca alloy is a promising candidate for biodegradable implants.

    Keywords: Magnesium alloy, Corrosion behavior, Fluoride treatment, Surface Treatment, Biocompatibility
  • Razieh Chaharmahali, Arash Fattah-Alhosseini *
    In this study, to improve the corrosion performance, plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on AZ31B Mgalloy in a phosphate-based electrolyte containing hydroxyapatite nanoparticles were investigated. For this purpose,the corrosion behavior of coatings generated at different frequencies (100, 1000, and 2000 Hz) was studied. Theinfluence of coating frequency on the corrosion behavior of the coatings created as well as the microstructure of thecoating was investigated. Surface characteristics of the coatings were investigated using scanning electron microscopyand X-ray diffraction pattern. To investigate the corrosion behavior of coatings generated at different frequencies,polarization and impedance spectroscopy tests in simulated body fluid have been studied. The results showed that ata frequency of 1000 Hz, the created coating had a uniform surface with a lower porosity percentage. Also, the resultsof electrochemical tests showed that the corrosion resistance of the coating created at a frequency of 1000 Hz leadsto the lowest corrosion current density (5.83×10-8 A/cm2) in the coating and thus more became the most corrosionresistant
    Keywords: AZ31B Mg alloy, Plasma electrolytic oxidation (PEO), Corrosion behavior, simulated body fluid (SBF), frequency
  • راضیه چهارمحالی، آرش فتاح الحسینی*

    در این پژوهش، تاثیر زمان انجام فرآیند پوشش دهی بر ریزساختار و رفتار خوردگی آلیاژ منیزیمی AZ31 پوشش داده شده به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی مورد بررسی قرارگرفته است. به منظور این بررسی، الکترولیت پایه فسفاتی حاوی نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت در زمان های مختلف 5، 10و 15 دقیقه مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی های سطح و ترکیب شیمیایی پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و الگوی پراش پرتوایکس مورد بررسی قرار گرفت. خواص خوردگی پوشش ها در محیط شبیه ساز بدن توسط آزمایش های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرارگرفته است.  نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با افزایش زمان پوشش دهی تا 15 دقیقه اندازه تخلخل ها و ضخامت پوشش ها افزایش یافت. پوشش ایجاد شده در مدت زمان 10 دقیقه کم ترین درصد تخلخل را در بین نمونه ها داراست. همچنین نتایج نشان داد که پوشش ایجاد شده در 10 دقیقه دارای کم ترین چگالی جریان خوردگی (8-10× 33/2 آمپر بر سانتی متر مربع) در بین نمونه ها بود.

    کلید واژگان: آلیاژ منیزیمی AZ31B، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، رفتار خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک
    Razieh Chaharmahali, Arash Fattah-Alhosseini*

    In this study, the effect of coating time on the microstructure and corrosion behavior of AZ31 Mg alloy coated by plasma electrolytic oxidation (PEO) method has been investigated. For this purpose, phosphate-based electrolyte containing hydroxyapatite nanoparticles was used at different times of 5, 10 and 15 minutes. The surface properties and chemical composition of the coatings were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) pattern. The corrosion properties of coatings in the simulated body fluid have been studied by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy tests. The results of this study showed that with increasing the coating time to 15 minutes, the size of the pores and the thickness of the coatings increased. The coating created in 10 minutes has the lowest percentage of porosity among the samples. The results also showed that the coating created in 10 minutes had the lowest corrosion current density (2.33 × 10-8 A/cm2) among the samples.

    Keywords: AZ31 Mg alloy, plasma electrolytic oxidation (PEO), corrosion behavior, electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization
  • علی شانقی، علیرضا سوری، وریا فرقانی، هانیه شهریاری، هادی مرادی

    افزایش ضخامت لایه اکسیدی موجود بر روی سطح آلیاژ تیتانیوم بوسیله فرایندهای الکتروشیمایی همانند آندایزینگ منجر به بهبود مقاومت به خوردگی و در نهایت افزایش طول عمر ایمپلنت های تیتانیومی در محیط بدن انسان می گردد. در میان پارامترهای موثر بر روی خواص لایه آندایز ایجاد شده، ولتاژ فرایند با توجه به فرایندهای سینتیکی و ترمودینامیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله زیرلایه ی تیتانیومی گرید 2 تحت فرایند آندایزینگ در محلول اسید سولفوریک در ولتاژهای مختلف همانند 3، 6، 9 و 21 ولت، دمای الکترولیت 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30 ثانیه قرار گرفته اند. سپس رفتار فازی، ساختاری و مورفولوژی، و همچنین رفتار خوردگی پوشش به ترتیب بوسیله GIXRD، FESEM و آزمون های الکتروشیمیایی همانند امپدانس الکتروشیمیایی در محلول شبیه سازی بدن انسان در دمای 37 درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار گرفته اند. آنالیزهای GIXRD و FESEM نشان دهنده ایجاد پوشش اکسید تیتانیوم با ساختار هگزاگونال است که با افزایش ولتاژ تا 6 ولت، سطحی یکنواخت تر و صاف تر حاصل شد، اما افزایش بیشتر ولتاژ تا 9 و 21 ولت، منجر به سطحی خشن تر و زبرتر گردیده است. همچنین نتایج بررسی رفتار خوردگی نشان داد، افزایش ولتاژ آندایزینگ تا 6 ولت به دلیل وجود سطح یکنواخت تر و صاف تر که بیانگر کمتر بودن نواقص سطحی است، منجر به بیشترین مقاومت انتقال بار را در 1 و 24 ساعت غوطه وری در محلول SBFبه میزان 37354 و58127 (Ω.Cm2) نسبت به دیگر نمونه های آندایزشده گردیده است.

    کلید واژگان: آندایزینگ، ایمپلنت تیتانیومی، ولتاژ، محلول شبیه سازی بدن انسان، رفتار خوردگی
    A. Shanaghi *, A.Souri, W. Forghani, H. Moradi, H. Shahriyari

    Increasing the thickness of the oxide layer on the surface of the titanium alloy by electrochemical processes such as anodizing, leads to improved corrosion resistance and ultimately increase the lifespan of titanium implants in the human body. Among the parameters affecting the properties of the anodized layer, process voltage is of great importance with respect to kinetic and thermodynamic processes. In this paper, titanium substrate is subjected to anodizing process in sulfuric acid solution by different voltages such as 3, 6, 9 and 21 volts, electrolyte temperature of 60 ° C and duration of 30 seconds. Then the fuzzy, structural and morphological behavior, as well as the corrosion behavior of the coating are evaluated by GIXRD, FESEM and electrochemical tests such as electrochemical impedance in the simulated body fluid (SBF) solutionat 37 °C, respectively. GIXRD and FESEM analyzes show the formation of a titanium oxide coating with a hexagonal structure, which with increasing voltage up to 6 volts, a smoother and smoother surface was obtained, but further increase of voltage up to 9 and 21 volts, resulted in a rougher surface. Also, the results of corrosion behavior showed that increasing the anodizing voltage up to 6 volts due to the presence of a more uniform and smoother surface, which indicates less surface imperfections, led to the highest load transfer resistance in 1 and 24 hours of immersion in SBF solution at 37354 And 58127 (Ω .Cm2 ) compared to other anodized samples.

    Keywords: Anodizing, Titanium implants, Voltage, Simulated body fluid (SBF) solution, Corrosion behavior
  • محمد یزدی زاده، مهدی بروجردنیا

    خوردگی یکی از پرهزینه ترین مسایل و مشکلات برای صنعت می باشد که سبب اتلاف هزینه های بسیار زیاد و صرف وقت و کار نیروی انسانی در این زمینه می شود. این هزینه ها می تواند به طور مستقیم در استفاده از رنگ ها و مواد بازدارنده در فرآیند خوردگی، تعمیر قطعات فلزی و یا استفاده از فولاد صرف گردد و یا به طور غیرمستقیم در هزینه های ناشی از خرابی، خطرات زیست محیطی، تعطیلی ویا ازکارافتادگی یک کارخانه تاثیرگذار باشد.این تحقیق با هدف اثر دما بر رفتار خوردگی فولاد میکروآلیاژی X70 محیط ترش در محلول یک مولار اسید سولفوریک در حضور بنزومیدازول و متی بنزومیدازول انجام شد. با افزایش دما از 25 تا 45 و 65 درجه سانتی گراد در مورد بازدارنده بنزومیدازول لایه محافظ تشکیل شده بر روی سطح شکسته شده و در دمای 25 درجه سانتی گراد کمتر تشکیل می شود در نتیجه این پدیده جذب بهتری بر روی لایه پسیو شکل می گیرد و انتقال الکترون به تاخیر می افتد، در ادامه بازدارنده بنزومیدازول با افزایش دما تا 65 درجه دچار تغیر و دستخوش شده و بطوری که لایه محافظ مجددا افزایش می یابد و جریان خوردگی کاهش نمی یابد. از این کاهش و افزایش جریان خوردگی بر می آید که در دمای 45 درجه سانتی گراد یک لایه محافظ ایجاد می شود که دارای چسبندگی و استحکام نسبی بوده و با افزایش دما تا 65 درجه سانتی گراد لایه محافظ در پتانسیل کمتری شروع به تشکیل می کند با این حال لایه محافظ در مورد این بازدارنده اصلا توصیه نمی شود این امر به خصوص در فولاد میکروآلیاژی X70 به وضوح قابل مشاهده است. بهترین دمای کاری بنزومیدازولو متیل بنزومیدازول در دمای اتاق هر دو بازدارنده با افزایش میزان آن ها در محلول خوردگی باعث بهبود مقاومت به خوردگی می شوند.

    کلید واژگان: محیط ترش، رفتار خوردگی، دما، فولاد میکروآلیاژی X70
    M. Yazdizadeh, M. Boroujerdnia

    Corrosion is one of the most costly problems for the industry, which causes a lot of waste of time and manpower in this field. These costs can be directly related to the use of paints and inhibitors in the corrosion process, repair of metal parts or the use of steel, or indirectly affect the costs of damage, environmental hazards, closure or failure of a plant. . The aim of this study was to investigate the effect of temperature on the corrosion behavior of X70 micro-alloy steel in a sour environment in a solution of one molar of sulfuric acid in the presence of benzomidazole and methicbenzomidazole. With increasing temperature from 25 to 45 and 65° C, in the case of benzomidazole inhibitor, the protective layer formed on the surface is broken and less is formed at 25° C, as a result of this phenomenon, better adsorption is formed on the passive layer. The electron transfer is delayed, then the benzomidazole inhibitor is changed and subjected to an increase in temperature to 65° C, so that the protective layer increases again and the corrosion current does not decrease. From this decrease and increase of corrosion flow, a protective layer is formed at 45° C, which has relative adhesion and strength, and with increasing temperature up to 65° C, a protective layer begins to form at a lower potential. However, the protective layer is not recommended at all for this inhibitor. This is especially evident in X70 micro-alloy steel. Best Operating Temperatures Benzomidazole and methyl benzomidazole at room temperature are both inhibitors that improve corrosion resistance by increasing their amount in corrosion solution.

    Keywords: Acid environment, corrosion behavior, temperature, X70 microalloy steel
  • زهرا جمیلی شیروان*، غلامرضا حیدری
    پس از تولید آلیاژ آمورف توده ای با ترکیب (Ti41Zr25Be28Fe6)93Cu7، ساختار، رفتار حرارتی و رفتار خوردگی آن در دو محلول مختلف، با استفاده از پراش پرتو X، میکروسختی سنج ویکرز، گرماسنج روبشی تفاضلی و پتانشیو استات مطالعه شد. آلیاژ فوق با پنج مرحله بلورینگی، رفتار حرارتی پیچیده ای نشان داد. محصول هر مرحله بلورینگی و سختی نمونه، پس از گرمایش پیوسته تا دمای پایان بلورینگی مشخص شد. این آلیاژ با دانسیته جریان خوردگی معادل 4/0 میکروآمپر بر سانتی متر مربع در محلول NaCl با غلظت 5/3 درصد گزینه مناسبی برای کاربردهای مهندسی و پزشکی است. با گرمایش آلیاژ در محدوده مذاب تحت تبرید، تغییرات نرخ خوردگی ناچیز بود و پس از آن با وقوع بلورینگی، کاهش در مقاومت به خوردگی مشاهده شد.
    کلید واژگان: آلیاژ آمورف توده ای پایه تیتانیم، رفتار حرارتی، بلورینگی، رفتار خوردگی
    Zahra Jamili Shirvan *, Gholamreza Heidari
    Structure, thermal and corrosion behavior of (Ti41Zr25Be28Fe6)93Cu7 bulk metallic glass in two different solutions were studied using X-ray diffraction pattern, Vickers micro hardness test, Differential Scaning Calorimetry and tafel polarization methods. The amorphous samples were heated up to the final temperature of crystallization.  It was revealed that the studied alloy has complex crystallization behavior including 5 steps of crystallization. Crystallized phases of each crystallization step and its hardness were identified. The studied alloy with corrosion current density of 0.4 μA/cm2 in 3.5wt % NaCl solution is a suitable candidate for engineering and biomedical applications. Heating the samples in super cooled region showed insignificant changes in corrosion rate. An obvious decrease in corrosion resistance was observed in samples heated in crystallization region.
    Keywords: Ti-based bulk metallic glass, Thermal behavior, Crystallization, Corrosion behavior
  • محمدعلی کریمی، مسعود سلطانی، هومن پژند، علی شفیعی*
    آلومینیم و آلیاژهای آن به خصوص آلیاژ آلومینیم 5083، دارای کاربرد گسترده ای در صنایع دریایی هستند. این آلیاژ در بسیاری از کاربردها در معرض خوردگی می باشد که موجب تخریب این قطعات شده و نیاز به تعمیر یا تعویض آن ها بوجود می آید. بنابراین تلاش در جهت جلوگیری از خوردگی آن ها دارای اهمیت بسیار می باشد .در این تحقیق پوشش اکسید آندی حاصل از آندایزینگ سخت آلیاژ آلومینیم5083 در اسیدسولفوریک، در دمای صفر درجه سانتی گراد و ولتاژهای مختلف (20، 27 و 35 ولت) مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه یابی پوشش ها با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی انجام شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس زاویه کم از سطح نمونه ها نشان داد که با انجام فرایند آندایزینگ، پوشش آلومینای آمورف روی سطح نمونه ها تشکیل می شود. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی سطح پوشش ها نشان داد که این پوشش ها متخلخل بوده و با افزایش ولتاژ، میزان تخلخل پوشش ها افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی انتشار میدانی از سطح مقطع شکست نمونه ها نشان دهنده تشکیل و رشد نانوسلول های اکسیدی در سطح مقطع پوشش بود. به منظور بررسی خواص پوشش نمونه ها، ریزسختی سنجی، زبری سنجی، ضخامت سنجی و آزمون های خوردگی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش ولتاژ ریزسختی، زبری و ضخامت پوشش افزایش و مقاومت به خوردگی آن ها کاهش پیدا می کند. دلیل افت مقاومت به خوردگی با افزایش ولتاژ، افزایش میزان تخلخل می باشد.
    کلید واژگان: آلیاژ آلومینیم 5083، آندایزینگ، سختی، تخلخل، رفتار خوردگی
    Mohammadali Karimi, Masoud Soltani, Hooman Pazhand, Ali Shafyei *
    For decades, aluminum alloys have been known as one the most vital materials utilized in diverse fields of industry. In spite of significance, Al alloys can be easily exposed to corrosion. In this study, it has been tried to investigate anodic oxide coating made by hard anodizing of 5083 aluminum alloy in sulfuric acid at the temperature of 0 ºC and different voltages (20, 27 and 35 V). Subsequently, all samples were characterized using X- Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). Low angle XRD results showed that the amorphous alumina coatings were formed in the surface of the samples. SEM images showed that the coatings are porous which is directly related and affected by anodizing voltage. FESEM images of fracture surfaces were indicant of formation and growth of oxide nano-cells in the cross section of the coatings. In order to investigate the properties of the coatings, micro-hardness, roughness and thickness measurement was carried out. Results showed that micro-hardness, roughness and thickness of the coatings increase by increasing the anodizing voltage. Furthermore, potentio dynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests were performed. Electrochemical analysis proved that by increasing the anodizing voltage, corrosion resistance of the samples declined due to increasing the porosities on the surface of the coatings.
    Keywords: 5083 Aluminum alloy, Anodizing, Hardness, porosity, Corrosion behavior
  • حسن بختیاری زمانی، احسان صائب نوری*، سید علی حسن زاده تبریزی، فاطمه سلحشوری

    هدف این پژوهش بررسی رفتار خوردگی پوشش دوپلکس TiO2-N ایجادشده به روش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی و نیتراسیون گازیاست. در مرحله اول، عملیات پوشش دهی به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی در الکترولیت حاوی ترکیبات سدیم کربنات و سدیم هیدروکسید برای تشکیل TiO2 انجام شد. در فرایند دوم پوشش دهی، فلز تیتانیم همراه با پوشش اکسید تیتانیم درون کوره تیوبی با دمای  1000 به مدت 6ساعت نیتروره شدند تا خواص خوردگی پوشش های به دست آمده باهم مقایسه شود. از آزمون های تفرق اشعه ایکس برای فازیابی، میکروسکوپ الکترونی روبشی برای ارزیابی مورفولوژی و ساختار سطح و مقطع پوشش ها و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک همراه با طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نیز برای بررسی رفتار خوردگی استفاده شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس نشان داد که پوشش اکسید تیتانیم از فاز روتیل و نمونه های نیتروره شده از فازهای نیترید تیتانیم و TiO0.34N0.74تشکیل شده اند. مورفولوژی پوشش ها نشان داد که پوشش نمونه اکسید تیتانیم دارای میکرو حفراتی مشهور به ساختار پنکیکی با قطر 1/4 میکرون بر روی سطح است. همچنین مورفولوژی سطحی پوشش اکسید تیتانیم نیتروره شده حاکی از تغییر جزیی در سطح و کاهش قطر حفرات به اندازه 8/2 میکرون است که دلیل آن نفوذ نیتروژن در پوشش اکسید تیتانیم است. در پایان نیز نتایج امپدانس و پلاریزاسیون مشخص کرد که نمونه اکسید تیتانیم به دلیل ساختار عایق و متراکم اکسیدی مانع از انتقال بیشتر یون خورنده به سطح فلز شده و مقاومت آن نسبت به دیگر نمونه ها تا 10برابر بهبود یافته است.

    کلید واژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما، نیتراسیون گازی، اکسید تیتانیم، نیترید تیتانیم، ساختار پنکیکی، رفتار خوردگی
    Hassan I Bakhtiari-Zaman, Ehsan Saebnoori *, S.Ali Hassanzadeh-Tabrizi, Fatemeh Salahshouriuri

    This study aimed to investigate the corrosion behavior of TiO2-N duplex coating formed by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) and gas nitriding. A TiO2 film formed on the titanium substrate by PEO in electrolyte containing sodium carbonate and sodium hydroxide in the first step. In the second coating process, the titanium substrate and the titanium oxide coated substrate was nitrided in a tube furnace at 1000 oC for 6 hours to compare the corrosion properties of the obtained coatings. X-ray diffraction, scanning electron microscopy of top-surface and cross-sectional structure of the layers, and potentiodynamic polarization along with electrochemical impedance spectroscopy was used to investigate the properties of the coatings. The XRD results showed that the titanium oxide coating consisted of a rutile phase, and the nitrified samples consisted of titanium nitride and TiO0.34N0.74 phases. The morphology of the coatings showed that the titanium oxide sample coating had micropores known as the pancake structure with a diameter of 4.1 microns on the surface. Also, the surface morphology of nitrided oxide-coated titanium indicates a slight change in the surface and a reduction in pore diameter of 2.8 microns due to the penetration of nitrogen in the titanium oxide coating. Finally, the results of impedance and polarization showed that the titanium oxide sample, due to its insulating and dense oxide structure, prevented the transfer of more corrosive ions to the metal surface, and its resistance was improved up to 10 times compared to other samples.

    Keywords: Plasma electrolytic oxidation, Gas nitration, Titanium Oxide, titanium nitride, Pancake structure, Corrosion behavior
  • مهدی عبدالملکی*، رضا گلبداغی، سمیه احمدیه

    در این تحقیق، پوشش های نانوکامپوزیتی Ni-W-P/SiO2 با همرسوبی الکتروشیمیایی نانوذرات SiO2 با آلیاژ Ni-W-P و در محلولهایی با مقادیر مختلف این نانوذرات بر روی سطح مس ایجاد شده اند. ترکیب و ساختار پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) مطالعه شد. نتایج نشان داد که مشارکت نانوذرات سیلیس در پوشش های کامپوزیتی Ni-W-P/SiO2 موجب افزایش یکنواختی و صافی سطح پوشش ها می شود. تکنیک های پتانسیل مدار باز (OCP)، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون تافل در محلول NaCl %5/3 جهت ارزیابی مقاومت به خوردگی این پوششها استفاده شد. نتایج این مطالعات نشان داد که پوشش های نانوکامپوزیتی حاصل در مقایسه با پوشش آلیاژی Ni-W-P از مقاومت به خوردگی بسیار بالاتری برخوردارند. با افزودن نانو ذرات SiO2 به محلول پوشش دهی در ابتدا مقاومت به خوردگی افزایش و سپس به دلیل آگلومره شدن نانو ذرات کاهش می یابد. بیشترین مقاومت به خوردگی برای پوشش کامپوزیتی سنتز شده از محلولی حاوی g/L9 از نانو ذرات SiO2 بدست آمد. از دلایل اصلی مقاومت به خوردگی بالای این پوشش می توان به دارا بودن بیشترین مقدار ذرات تقویت کننده SiO2 درماتریکس فلزی و ساختاری نانومتری و فاقد عیوب سطحی و میکروترک اشاره کرد.

    کلید واژگان: پوشش نانوکامپوزیتی Ni-W-P، SiO2، همرسوبی، رفتار خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
    Mehdi Abdolmaleki*, Reza Golbedaghi, Somayeh Ahmadiyeh

    In this study, the nanocomposite coatings of Ni-W-P/SiO2 were produced by electrochemical co-deposition of SiO2 nanoparticles with Ni-W-P alloy in solutions with different amounts of these nanoparticles on the copper surface. The composition and structure of the coatings were studied with Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The results showed that the incorporation of SiO2 particles in the Ni-W-P/SiO2 composite coatings increases the surface uniformity and smoothness of the coating. The open circuit potential (OCP), electrochemical Impedance (EIS) and potentiodynamic polarization (Tafel) techniques were used to evaluate the corrosion resistance of the coatings in 3.5% NaCl solution. The corrosion results showed that the Ni-W-P/SiO2 nanocomposite coatings were much higher corrosion resistance than pure Ni-W-P coating. By adding SiO2 nanoparticles to the solution, first the corrosion resistance increases and then decreases due to the agglomeration of the nanoparticles. The highest corrosion resistance was obtained for the synthesized composite coating from a solution containing 9 g/L SiO2 nanoparticles. The main reasons for the high corrosion resistance of this coating are the maximum amount of SiO2 reinforcing particles in metal matrix, nanometer structure without surface defects and micro-cracks.

    Keywords: Ni-W-P, SiO2 nanocomposite coating, Codeposition, Corrosion behavior, Electrochemical impedance spectroscopy
  • لاله قلندری*، پریسا تاج بخش

    در این پژوهش برای اولین بار، ورق های کامپوزیت Cu/Go حاوی %2 اکسید گرافن در چهار مرحله با استفاده از فرایند اتصال نورد تجمعی، در دمای محیط در شرایط بدون روانکار و از طریق اعمال کرنش پلاستیک شدید به منظور دستیابی به ساختار های با دانه های فوق ریز و نانومتری ساخته شد. به این منظور از مس خالص تجاری و اکسید گرافن استفاده گردید. تغییرات خواص مکانیکی و ریز ساختاری، قبل و بعد از انجام فرایند اتصال نورد تجمعی در چرخه های مختلف تولید، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. هم چنین، رفتار خوردگی و هدایت الکتریکی کامپوزیت در مراحل مختلف فرایند با یکدیگر، مقایسه شدند. به منظور بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت تولید شده، آزمون های کشش و میکرو سختی و شکست نگاری قبل از انجام فرایند و در چرخه های مختلف فرایند انجام شد. برای مشاهده تغییرات ساختار با افزایش تعداد مراحل فرایند، از میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج EDX استفاده شد. مشاهده ریز ساختار نشان داد که در مرحله های پایین تر پودر اکسید گرافن به صورت توده ای و در مراحل نهایی به صورت یکنواخت تر توزیع شده است. مشاهده تصاویر میکروسکوپی الکترونی گسیل میدانی از سطوح شکست در نمونه های آزمون کشش نیز، بیانگر آن بود که شکست به صورت نرم می باشد و عمق دیمپل ها با افزایش چرخه های فرایند کاهش می یابد. مقاومت به خوردگی و هدایت الکتریکی کامپوزیت تولید شده نسبت به مس خالص افزایش یافت.

    کلید واژگان: اتصال نورد تجمعی، کامپوزیت مس، اکسید گرافن، کرنش پلاستیک شدید، FESEM، خوردگی
    Laleh Ghalandari *, Parisa Tajbakhsh

    The Copper/Graphene oxide composite sheets, containing 2% graphene oxide were made by accumulative roll bonding method in four steps for the first time. The process was performed at ambient temperature and non-lubricating conditions. The initial materials were commercial pure copper and graphene oxide. In order to evaluation the produced composites the mechanical, microstructural, electrical and corrosion behavior of the produced composites were investigated at different ARB cycles. The mechanical properties of the composite were investigated by tensile, micro hardness and fractography tests before and at different stages of the process. To observe structural changes a field emission scanning electron microscopy (FESEM) equipped with an EDX spectrometer were used. The results have shown that no new phase has been produced in this composite, and only the main peak of the copper, graphene and oxygen elements could be observed in the EDX patterns.The observation of microstructure showed that in lower cycles, graphene oxide powders were more agglomerated and had non-uniform distribution and in the final stages the powders distribution was more uniformly. The fractography results revealed ductile fracture of the produced composites. The corrosion resistance and electrical conductivity of composites increased compared to pure copper

    Keywords: accumulative roll bonding, copper, graphene oxide composites, ultra-fine grain microstructure, mechanical properties, corrosion behavior
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال