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

mechanical alloying

در نشریات گروه مواد و متالورژی
تکرار جستجوی کلیدواژه mechanical alloying در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • محسن علی ‎زاده*، سعیدرضا بخشی، محمدرضا دهنوی، غلامحسین برهانی
    مقدمه و اهداف

    برخی از آلیاژهای نوین، از جمله آلیاژهای انتروپی بالا، به دلیل طیف گسترده ای از خواص و کاربردهایشان، به سرعت مورد توجه و بررسی قرار گرفته اند. هدف از این پژوهش، بررسی ارتباط میان خواص مغناطیسی و تحولات ساختاری فازی در آلیاژ انتروپی بالای FeCrCoNiMn با افزودن تیتانیوم است.

    مواد و روش ها

    جهت سنتز پودر آلیاژ انتروپی بالا، از عناصر خالص تشکیل ‎دهنده و فرایند آلیاژسازی مکانیکی با دستگاه آسیاب سیاره‎ای استفاده شده است. ساختار فازی نمونه ها توسط پراش اشعه ایکس بررسی شد و با نتایج حاصل از پیش‏بینی فازهای تشکیل شونده توسط روابط ترمودینامکی و نتایج نرم ‎افزار شبیه سازی فازی JMatPro مقایسه شده است. رفتار مغناطیسی نمونه‎ ها به کمک مغناطومتر ارتعاشی ارزیابی شد. همچنین مورفولوژی ذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    آلیاژ انتروپی بالا FeCrCoNiMn، بعد از 40 ساعت آلیاژسازی مکانیکی، دارای ساختار تک فاز FCC است که با افزودن تیتانیوم به آن، فازهای BCC و بین ‎فلزی لاوه، در آن ایجاد شده است که با نتایج پیش‎بینی فازی توسط روابط ترمودینامیکی و شبیه ‎ سازی مطابقت دارد. همچنین افزودن تیتانیوم منجر به افزایش نیروی وادارندگی و مغناطش اشباع مغناطیسی شده است. 

    نتیجه ‎گیری: 

    افزایش نیروی وادارندگی و مغناطش اشباع، به ترتیب، به زیادشدن موانع حرکت دیواره حوزه‎ های مغناطیسی ناشی از تشکیل فاز بین ‎فلزی لاوه و مرزهای بین ‎فازی و تشکیل فاز BCC با برهم کنش تبادلی بالای بین عناصر فرومغناطیس در اثر افزودن تیتانیوم، ارتباط دارد.

    کلید واژگان: آلیاژ انتروپی بالا، Fecrconimn، تیتانیوم، خواص مغناطیسی، آلیاژسازی مکانیکی
    Mohsen Alizadeh *, Saeed-Reza Bakhshi, Mohammadreza Dehnavi, Gholam-Hossein Borhani
    Introduction and Objectives

    Some novel alloys, including high-entropy alloys, have gained increasing attention due to their diverse properties and applications. This study aims to investigate the relationship between the magnetic properties and phase transformations of the FeCrCoNiMn high-entropy alloy with the addition of titanium.

    Materials and Methods

    The high entropy alloy powder was synthesized by mechanically alloying pure constituent elements in a planetary mill. The synthesized high entropy alloy powder was phase-analyzed using the X-ray diffraction method. Furthermore, phase structure formation was predicted by thermodynamic functions via JMatPro software. The magnetic behavior was analyzed using a vibrating sample magnetometer, and particle morphology was examined using field emission scanning electron microscopy.

    Results

    The FeCrCoNiMn alloy milled includes a single-phase FCC structure after 40 hours. The presence of Ti in the composition of the alloy created BCC and Laves phase structures. Concurrently, the addition of titanium increased both the coercivity force and saturation magnetization. 

    Conclusion

    The increase in saturation magnetization is due to the formation of the BCC phase in the FeCrCoNiMnTi alloy, while the BCC phase has a strong exchange interaction between ferromagnetic elements. However, the presence of both the non-magnetic Laves intermetallic phase and interphase boundaries has increased the coercivity force.

    Keywords: High Entropy Alloy, Fecrconimn, Titanium, Magnetic Properties, Mechanical Alloying
  • Mohammadreza Akbarpour *, Fatemeh Torknik, Touraj Ebadzadeh

    Microwave sintering has emerged as a promising technique for the fabrication of Ti-based alloys, offering unique advantages over conventional sintering methods. The selective and volumetric heating capabilities of microwaves can result in rapid densification, microstructural refinement, and enhanced properties in Ti-Cu alloy systems. Therefore, this study aimed to synthesize an intermetallic alloy of Ti-50 at. % Cu through high-energy mechanical milling and a microwave-assisted sintering method. The objective was to expedite the sintering process of the Ti-Cu alloy using microwave assistance and analyze how this method influences the phases formed and the properties of the alloy. A Ti-50 at. % Cu powder mixture was milled for 30 hours under an argon atmosphere, then uniaxially compacted to form green samples, which were subsequently sintered by microwave heating. This method allowed for rapid consolidation without significant grain growth within a short sintering period. The effects of the sintering method and temperature on microstructure and mechanical properties were studied. The density of the sintered samples increased with rising temperatures, with the highest density of 6.54 g/cm³ obtained at 900°C. Microstructural examination revealed that the Ti3Cu4 and TiCu phases primarily formed, with an average grain size of approximately 28 nm. A high micro-hardness of ~880 HV was achieved for the dense alloy prepared using this method.

    Keywords: Mechanical Alloying, Sintering, Densification, Ti-Cu Alloy
  • مسعود یوسفی*، مسعود رجبی، علی ریحانی، خسرو رحمانی، نیره عسگری

    این مطالعه به بررسی استفاده از سه فلز دیرگداز، یعنی تیتانیوم (Ti)، نیوبیم (Nb) و زیرکونیوم (Zr)، در ترکیب با آهن (Fe)، کروم (Cr) و وانادیوم (V) برای تولید آلیاژ زیستی آنتروپی بالا می پردازد. سه ترکیب آلیاژی با آنتروپی بالا، یعنی TiZrNbCrV، TiZrNbFeCr و TiZrNbFeV با استفاده از تکنیک آلیاژسازی مکانیکی و روش متالورژی پودر ساخته شدند. بررسی در مورد آلیاژها از طریق آنالیز پراش اشعه ایکس (1XRD) و مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (2FE-SEM)صورت گرفت. مطالعه حاضر نشان داده است که خنک سازی تدریجی پس از فرآیند تف جوشی منجر به ایجاد درصد کمی از فازهای هگزاکونال فشرده (3HCP) در هر یک از سه آلیاژ مورد بررسی می شود. علاوه بر این، دو تا از آلیاژهای مورد بررسی تشکیل فازهای بین فلزی ناشی از فرآیند خنک سازی مشابه را نشان دادند. ریزساختار آلیاژ های ساخته شده شامل چهار ناحیه برای همه آلیاژهای حاوی شبکه مکعبی مرکزپر 4 BCC اصلی، HCP جزیی(و سایر فازها)، فضاهای خالی و نواحی Nb دار می باشند.

    کلید واژگان: آلیاژ آنتروپی بالا، آلیاژسازی مکانیکی، ریز ساختار، ایکس ار دی
    Masoud Yousefi *, Masoud Rajabi, Ali Reyhani, Khosrow Rahmani, Nayereh Asgari

    This study investigates the use of three refractory metals, their names are titanium (Ti), niobium (Nb) and zirconium (Zr), in combination with iron (Fe), chromium (Cr) and vanadium (V) to produce high entropy bioalloys. . Three high entropy alloy compositions, namely TiZrNbCrV, TiZrNbFeCr and TiZrNbFeV, were made using mechanical alloying technique and powder metallurgy method. Investigation about alloys was done through X-ray diffraction analysis (XRD) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) studies. The present study has shown that gradual cooling after the sintering process leads to the creation of a small percentage of compact hexagonal phases (HCP) in each of the three investigated alloys. In addition, two of the investigated alloys showed the formation of intermetallic phases due to the same cooling process. The microstructure of manufactured alloys includes four regions for all alloys containing the main Body-centered cubic ) BCC(, partial HCP (and other phases), voids, and Nb-containing regions.

    Keywords: High-Entropy-Alloy, Mechanical Alloying, Microstructure, XRD
  • Majid Tavoosi*

    The present study focuses on the phase and structural features of MnAl intermetallic compound during solid-state synthesis. In this regard, the milling process was done in differentMn50+xAl50-x (0<x<7.5)powder mixtures and the prepared samples were evaluated using X-ray diffractometer, scanning and transmission electron microscopy, differential thermal analysis and vibrating sample magnetometer. The results showed that the τ-MnAl magnetic phase with L10 structure could not be formed during the milling and low temperature annealing. During milling process, Al atoms dissolve in Mn network and a single β-Mn supersaturated solid solution (SSSS) form. The β-Mn (SSSS) phase is unstable and transforms into the icosahedral quasi-crystal as well as γ2-Al8Mn5 and β-Mn stable phases during subsequent annealing.

    Keywords: Mnal Permanent Magnet, Mechanical Alloying, Icosahedral Phase
  • الهه منصوری، حمید خرسند *

    نزدیک به دو دهه از کشف آلیاژهای با انتروپی بالا می گذرد، ایده ای از آلیاژسازی که دانشمندان مهندسی مواد را برای کشف ترکیبات آلیاژی نامتعارف و سیستم های آلیاژی چند جزئی تشویق کرده است. برای افزایش عملکرد این گروه از آلیاژها در زمینه های کاربردی مختلف، سنتز قابل کنترل با فازهای مطلوب مورد نیاز است. بر این اساس در این پژوهش با هدف سنتز آلیاژ انتروپی بالای دو فازی با تکیه بر اصول ترمودینامیک، در گام نخست محاسبات تئوریک انجام شد و پس از امکان سنجی از منظر تئوری، به روش حالت جامد، پودرهای عنصری آهن، کبالت، نیکل، مس و آلومینیوم با خلوص بالا انتخاب و به صورت مکانیکی مخلوط و آلیاژ گردید. از محفظه آلیاژ سازی مکانیکی در زمان های متوالی 10، 20، 30، 40 و 50 ساعت نمونه برداری انجام شد. این نمونه ها با تکنیک پراش اشعه ایکس (XRD) مشخصه یابی شده و مشاهده گردید بعد از 50 ساعت این آلیاژ دارای ساختار کریستالی دوفاز FCC است. بدین ترتیب آزمون های تجربی، محاسبات ترمودینامیک را تایید می کرد. همچنین، تصاویر آنالیز نقشه عنصری نشان داد که پس از 50 ساعت آلیاژسازی مکانیکی، تمام عناصر آلیاژ انتروپی بالا بصورت کاملا یکنواخت در زمینه پراکنده شدند و ساختار محلول جامد یکنواخت تشکیل شده است. در نهایت، برخی از بینش ها در مورد چالش ها و چشم اندازهای آینده در این زمینه تحقیقاتی نو ظهور، ارائه شده است.

    کلید واژگان: آلیاژهای آنتروپی بالا، آلیاژسازی مکانیکی، جدایش فاز، آنتالپی
    elahe mansouri, hamid khorsand *

    Nearly two decades have passed since the discovery of high-entropy alloys, an idea of alloying that has encouraged materials engineering scientists to explore unusual alloy compositions and multicomponent alloy systems. To increase the performance of this group of alloys in various fields of application, controllable synthesis with favorable phases is required. Based on this, in this research, with the aim of synthesizing a two-phase high entropy alloy based on the principles of thermodynamics, theoretical calculations were performed in the first step, and after feasibility from a theoretical point of view, elemental powders of iron, cobalt, nickel, and copper were used in the solid state method. And high purity aluminum was selected and mechanically mixed and alloyed. Sampling was done from the mechanical alloying chamber at consecutive times of 10, 20, 30, 40 and 50 hours. These samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) technique and it was observed that after 50 hours, this alloy has two-phase FCC crystal structure. In this way, the experimental tests confirmed the thermodynamic calculations. Also, the images of the elemental map analysis showed that after 50 hours of mechanical alloying, all elements of the high entropy alloy were completely uniformly dispersed in the field and a uniform solid solution structure was formed. Finally, some insights into the challenges and future prospects in this emerging research field are provided.

    Keywords: High entropy alloys, mechanical alloying, phase separation, enthalpy
  • Seyed Farzad Dehghaniyan*, Shahriar Sharafi

    Mechanical alloying was employed to synthesize a nanostructured alloy with the chemical formula of (Fe80Ni20)1-xCrx (x= 0, 4). The microstructural and magnetic properties of the samples were investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and a vibrating sample magnetometer (VSM). Additionally, theoretical calculations were performed using density functional theory (DFT) under the generalized gradient approximation (GGA). Simulations have demonstrated that an appropriate quantity of chromium (Cr) can dissolve within the BCC-Fe (Ni) structure, resulting in a favorable enhancement of the magnetic moment of the lattice. The XRD results indicated that after 96 hours of milling, Fe (Ni) and Fe (Ni, Cr) with a body-centered cubic (BCC) structure were formed. With increasing milling time, the grain size decreased while the microstrain increased. The saturation magnetization (Ms) of Fe80Ni20 composition increased up to 32 hours of milling, but further milling (up to 96 h) resulted in a decrease in the saturation magnetization However, for the (Fe80Ni20)96Cr4 powders, milling up to 64 h caused a reduction in Ms. The coercivity (Hc) trend was different and increased with longer milling times (up to 96 h) for both compositions.

    Keywords: Mechanical Alloying, Saturation Magnetization, Nanostructured Alloy, Density Functional Theory
  • معصومه نوذری نژاد، محمدرضا ابوطالبی*، سید حسین سیدین، سید مسعود برکت

    در این پژوهش، آلیاژ انتروپی بالای جدید Al0.5CoCrFeNiNb0.5-Si0.1 با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز و پودر حاصله با روش رسوب نشانی مستقیم لیزری روی اینکونل 718 پوشش دهی شد. برای تشکیل پوششی مطلوب، اثر متغیرهای فرآیند روکش کاری لیزری شامل توان لیزر، نرخ تغذیه پودر و سرعت روبش لیزر با استفاده از 24 گروه آزمایشی بررسی گردید. برای مشخصه یابی پودرهای سنتزی از آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و جهت بررسی مشخصات هندسی و درصد آمیختگی روکش های تک پاس از میکروسکوپ نوری استفاده گردید. الگوی XRD پودر سنتزی نشان داد که یک محلول جامد تک فاز BCC پس از 30 ساعت آسیاب کاری تشکیل شد. تصاویر SEM نیز نشان دهنده تشکیل محلول جامد پس از 30 ساعت آلیاژسازی مکانیکی در نمونه بوده و نتایج EDS سازگاری ترکیب شیمیایی اسمی آلیاژ موردنظر را با نمونه سنتزی تایید نمود. بررسی تصاویر میکروسکوپ نوری و محاسبات هندسی روکش های تک پاس نشان داد که افزایش توان لیزر و کاهش سرعت روبش منجر به افزایش عرض پوشش گردید. ارتفاع روکش های تک پاس نیز با کاهش سرعت روبش و افزایش نرخ تغذیه پودر افزایش یافت. هم چنین، از میان متغیرهای موردبررسی، توان لیزر بیش ترین تاثیر را روی مقدار عمق نفوذ و آمیختگی داشت. به طور کلی نتایج نشان داد که شرایط مطلوب برای رسوب نشانی مستقیم لیزری آلیاژ انتروپی بالا روی اینکونل 718 در توان W 500، نرخ تغذیه mg/s 100 و سرعت روبش mm/s 4 حاصل می گردد.

    کلید واژگان: آلیاژ انتروپی بالا، آلیاژسازی مکانیکی، روکش کاری لیزری، اینکونل 718، متغیرهای عملیاتی
    M. Nozari Nezhad, M. Aboutalebi, S. H. Seyedein, S. M. Barekat

    In this research, the new high entropy alloy of Al0.5CoCrFeNiNb0.5-Si0.1 was synthesized by mechanical alloying process. Then, the synthesized powder was deposited on Inconel 718 through direct laser deposition process. The effect of process parameters of laser cladding, such as laser power, powder feeding rate and scanning speed was investigated with 24 experiments for forming the optimized single-track claddings. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) were used to characterize the synthesized powders. Also, Optical Microscopy (OM) was used for investigation of geometry features and dilution of single-track clads. The XRD patterns of powder demonstrated that a singlephase solid solution (BCC) was formed after 30 hours of milling. SEM micrographs indicated the formation of solid solution after 30 hours. Also, the EDS results confirmed the compatibility of the chemical composition of the desired alloy with synthesized sample. OM images and geometrical calculations demonstrated that increasing the laser power and reducing the scanning speed led to increasing the width of single-track clad. The thickness or the height of single-track clads also was increased by reducing the scanning speed and increasing the feeding rate. Moreover, it was investigated that the laser power had the most effect on the penetration depth and dilution. The optimal conditions for direct laser deposition of synthesized powder on Inconel 718 was laser power of 500 W, feeding rate of 100 mg/s and laser scanning speed of 4 mm/s.

    Keywords: High entropy alloy, Mechanical alloying, Laser cladding, Inconel 718, Process parameters
  • Elahe Mansouri, Hamid Khorsand *
    Nearly two decades have passed since the introduction of high entropy alloys, which can be synthesized using solid, liquid, or gas methods. This study focuses on the solid-state method of mechanical alloying to create high entropy alloy AlCoCuFeNi and examines the properties of the material at various stages of synthesis. The solid-state method of mechanical alloying was utilized in this research to synthesize a high entropy alloy, with samples taken at regular intervals of 10, 20, 30, 40, and 50 hours. X-ray diffraction (XRD) was used to characterize the alloys, with further XRD analysis performed to determine crystallite size and lattice strain. In this study, high entropy alloys were successfully synthesized as two-phase solid solutions with a two-phase crystal (FCC) structure. The resulting alloy had a crystallite size of 8.4 nm and a residual strain of 1.7%. Elemental mapping image revealed that after 50 hours of mechanical alloying, all elements in the high entropy alloy were dissolved into each other with nearly identical atomic ratios, a finding confirmed by XRD analysis. The solid solution alloys synthesized in this research exhibited an intriguing phase separation phenomenon at the nano scale. The observation of two phases with different lattice constants highlights the versatility of high entropy alloys and their potential for diverse applications.
    Keywords: High entropy alloy, Mechanical alloying, phase separation, Powder metallurgy
  • MohammadReza Akbarpour, Solmaz Moniri Javadhesari

    This study investigated the flowability and compactability of the milled Ti-Cu alloys as a new version of biomedical alloys used for fabrication via Additive Manufacturing. In this study, Ti- 50 at. % Cu powder was first milled for different durations, and the morphology, microhardness, size, flowability, and compactability of the powder were assessed. The results indicated that while flowability increased with prolonged milling time, compressibility decreased owing to a decrease in the plastic deformation capacity. The highest flowability level was obtained when hard TiCu phase was synthesized after 30 hours of milling. Different linear and nonlinear compaction equations were used to investigate the densification response of TiCu powder in a rigid mold during uniaxial compression. Cooper-Eaton nonlinear equation was found to be the best fit compared to the linear equation. The contribution of particle rearrangement to the densification behavior was high, and it increased upon increasing the applied pressure. At pressures below 1200 MPa, the contribution of plastic deformation to the powder densification was negligible.

    Keywords: Mechanical Alloying, Flowability, Compressability, Ti-Cu Alloy
  • مرضیه یحیی ذمه، مجید کاوانلوئی*، مهرداد شهباز، یونس بیگی خسروشاهی
    در این تحقیق پودر Mg-3Zn با استفاده از آسیاب سیاره ای تحت اتمسفر آرگون تولید شد. هدف از این پژوهش بررسی اثر زمان آسیاکاری (2/5، 5، 7/5 و 10 ساعت) بر روی تغییرات ریز ساختاری و مشخصات بلورشناسی Mg-3Zn است. برای بررسی فازهای ایجاد شده در طی زمان های مختلف آسیا کاری از آنالیز پراش پرتو ایکس استفاده شد. همچنین مورفولوژی پودرهای سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه های بلوری پودرهای تولید شده کامپوزیتی مانند اندازه بلورک، کرنش و پارامتر شبکه با استفاده از روش های ویلیامسون-هال و روش ریتولد به طور کامل ارزیابی شد. اثر زمان آسیا کاری بر روی خواص مکانیکی پودرها با استفاده از آزمون میکروسختی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش زمان آسیا کاری اندازه بلورک، پارامتر شبکه و سختی پودر Mg-Zn  کاهش می یابد.
    کلید واژگان: آلیاژسازی مکانیکی، Mg-3Zn، متالورژی پودر، آسیاب گلوله ای سیاره ای
    M. Yahyazameh, M. Kavanlouei *, M. Shahbaz, Y. Beygi-Khosrowshahi
    In this study, Mg-3Zn nanocomposite powder was produced using planetary ball mill under argon atmosphere. The aim of this work was to study the effect of milling time (2.5, 5, 7.5, and 10 h) on the crystallographic features and microstructure of Mg-3Zn. X-Ray diffraction (XRD) was used to investigate phase analysis of various milled powders. Also, the morphology of different samples were observed by scanning electron microscopy (SEM). The crystallographic features of the composite powders such as crystallite size, strain, and lattice parameter were thoroughly characterized by Rietveld and Williamson-Hall methods. The effect of milling time on the mechanical properties of the powders was evaluated using microhardness test. The results declared that crystallite size, lattice parameter, and microhardness of Mg-Zn powder decreased with increasing milling time.
    Keywords: mechanical alloying, Mg-3Zn, Powder metallurgy, Planetary ball mill
  • R. M. Babaheydari, S. O. Mirabootalebi, G. H. Akbari, H. Salehifar

    Copper-based alloys are one of the most popular materials in the power distribution, welding industry, hydraulic equipment, industrial machinery, etc. Among different methods for the fabrication of Cu alloys, mechanical alloying (MA) is the major approach due to the fact that this approach is simple, inexpensive, suitable for mass production, and has a high capacity for homogeneous distribution of the second phase. However, the prediction of the hardness of products is very difficult in MA because of a lot of effective parameters. In this work, we designed a feed-forward back propagation neural network (FFBPNN) to predict the hardness of copper-based nanocomposites. First, some of the most common nanocomposites of copper including Cu-Al, Cu-Al2O3, Cu-Cr, and Cu-Ti were synthesized by mechanical alloying of copper at varying weight percentages (1, 3, and 6). Next, the alloyed powders were compacted by a cold press (12 tons) and subjected to heat treatment at 650˚C. Then, the strength of the alloys was measured by the Vickers microscopy test. Finally, to anticipate the micro-hardness of Cu nanocomposites, the significant variables in the ball milling process including hardness, size, and volume of the reinforcement material, vial speed, the ball-to-powder-weight-ratio (BPR), and milling time; were determined as the inputs, and hardness of nanocomposite was assumed as an output of the artificial neural network (ANN). For training the ANN, many different ANN architectures have been employed and the optimal structure of the model was obtained by regression of 0.9914. The network was designed with two hidden layers. The first and second hidden layer includes 12 and 8 neurons, respectively. The comparison between the predicted results of the network and the experimental values showed that the proposed model with a root mean square error (RMSE) of 3.7 % can predict the micro-hardness of the nanocomposites.

    Keywords: Copper Nanocomposites, Copper Alloys, Mechanical Alloying, Artificial Neural Network, Prediction Micro-hardness, Mechanical Properties
  • ناهید حسن زاده نعمتی*، محمد بابایی، عرفان چیذری، داود ملک پژو
    آلیاژهای بر پایه روی (Zn) با کنترل فرآیند تولید قابلیت ظهور طیف گسترده ای از خواص مورد نیاز برای کاربرد در کاشتنی های کوتاه مدت درون تنی را دارند. برای این منظور در پژوهش حاضر پودر آلیاژی با ترکیب Wt Mn%4-Zn از طریق آلیاژسازی مکانیکی در سه زمان 10، 20 و 30 ساعت تهیه و قطعات آلیاژی از طریق فرآیند تف جوشی جرقه پلاسما (SPS) ساخته شدند. عملیات حرارتی قطعات تولیدی در سه دمای150، 200و250 درجه سانتی گراد انجام گردید. نمونه ها با استفاده از آزمون های پراش اشعه ایکس (XRD) ، خوردگی پلاریزاسیون دینامیکی و ارزیابی زنده مانی سلولی MTT مشخصه یابی شدند. همچنین مورفولوژی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش زمان آسیاب به 30 ساعت ترکیبی همگن تر ایجاد نموده، همینطور نمونه عملیات حرارتی شده در دمای °C250 دارای بالاترین میزان مقاومت به خوردگی است. زنده مانی سلولی نمونه عملیات حرارتی شده در این دما نسبت به نمونه های دیگر زنده مانی بیشتری نشان داد. انتظار می رود نتایج این مطالعه در کاربردهای کوتاه مدت درون تنی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: آلیاژ روی-منگنز، تف جوشی جرقه پلاسما، آلیاژ سازی مکانیکی، زیست تخریب پذیر، عملیات حرارتی
    Nahid Hassanzadeh Nemati *, Mohammad Babaiee, Erfan Chizari, Davood Malekpajouh
    Zn-based alloys (Zn) with control of the production process have the potential to give rise to a wide range of properties required for use in short-term implants. For this purpose, in the present study, a Zn-4wt%Mn alloy was prepared by mechanical alloying in three times of 10, 20 and 30 hours. Then some blocks were made by Spark plasma sintering (SPS) process. Heat treatment of manufactured parts was performed at three temperatures of 150, 200 and 250 ° C. The samples were characterized using XRD, dynamic polarization corrosion test and MTT cell viability evaluation. Also, the surface morphology of the samples was determined using scanning electron microscopy (SEM). The results showed that increasing the milling time to 30 hours created a more homogeneous composition, and the heat treated sample at 250 ° C had the highest corrosion resistance. Cell viability of the heat treated samples at this temperature showed higher viability than other samples. The results of this study are expected to be used in short-term implants.
    Keywords: Zinc-Manganese alloy, Spark Plasma Sintering, mechanical alloying, Biodegradable, Heat treatment
  • علی علیزاده*، مهدی عبدالهی

    کامپوزیت های واکنشی گروه جدیدی از مواد کامپوزیتی هستند که از دو یا چند ماده فلزی تشکیل شده اند؛ به طوری که در شرایط محیط قادر به اشتعال یا انفجار نیستند ولی در اثر شوک، بارهای ضربه ای شدید و افزایش دما، قابلیت آزادسازی انرژی زیادی را دارند. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر تغییر درصد ذرات بر ریزساختار، خواص حرارتی و مکانیکی کامپوزیت Al-Ni است. به این منظور، ترکیب Al-Ni با نسبت های مولی 2 به 1، 1 به 1 و 1 به 3 آسیاب و مخلوط شدند. سپس نمونه ها پرس سرد شده و در دمای C 400 به مدت یک ساعت تحت اتمسفر گاز خنثی زینتر شدند. ریزساختار به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) آنالیز شد. برای بررسی خواص حرارتی و مکانیکی به ترتیب از آزمون های DTA و احتراق و فشار و هاپکینسون استفاده شد. در آزمون احتراق بیشترین حرارت آزاد شده مربوط به نمونه با نسبت 1 به 1 بود که علت آن تشکیل فراروده AlNi است. در آزمون فشار و هاپکینسون بیشترین استحکام فشاری مربوط به نمونه با نسبت 1 به 1 و بترتیب MPa 7/208 و 7/309 بود. همچنین نتایج نشان داد با افزایش نرخ کرنش از s-1 01/0 (در آزمون فشار) به s-1 1000 (در آزمون هاپکینسون) استحکام فشاری افزایش می یابد.

    کلید واژگان: کامپوزیت های واکنشی، خواص فشاری، خواص حرارتی، آلیاژسازی مکانیکی
    Ali Aliadeh *, Mehdi Abdollahi

    Reactive composites are a new group of composite materials consisting of two or more metal materials that can not ignite or explode in the environment but can release a lot of energy due to shock and severe impact loads. This study aimed to investigate the effect of the ratio of constituent particles on the microstructure and thermal and mechanical properties of the Al-Ni composite. For this purpose, the Al-Ni compound with 2:1, 1:1 and 3:1 molar ratios was milled and mixed. Then the samples were cold pressed and sintered at 400 ˚C under argon atmosphere for one hour. The microstructure of samples was analyzed by microstructure field emission scanning electron microscopy (FESEM) and XRD. For the investigation of thermal and mechanical properties, DTA and ignition tests and compression and Hopkinson tests were used respectively. In the ignition test, due to the AlNi product, the highest value of heat released was related to a sample with 1:1 Al:Ni molar ratio. In the compression and Hopkinson tests, the highest values of compressive strength were 208.7 and 309.7 Mpa respectively, which belong to a 1:1 Al:Ni molar ratio. Also, the results showed that the compressive strength increased by changing the strain rate from 0.01 s-1 (in the pressure test) to 1000 s-1 (in the Hopkinson test).

    Keywords: Reactive composites, Compressive properties, Thermal properties, Mechanical alloying
  • علی علیزاده*، محمد استخری، محمدرضا زحمتکش، مهدی عبدالهی آذغان
    کامپوزیت های واکنشی گروه جدیدی از مواد کامپوزیتی که متشکل از دو یا چند ماده هستند؛ به طوری که در شرایط محیطی قادر به اشتعال یا انفجار نیستند ولی در اثر شوک و بارهای ضربه ای شدید و افزایش دما، قابلیت آزادسازی انرژی زیادی را دارند. هدف در این تحقیق، بررسی اثر مدت زمان آسیاکاری بر ریزساختار و خواص حرارتی و خواص مکانیکی کامپوزیت Al-Ni است. به این منظور، ترکیب Al-Ni با نسبت مولی 2:1 در 0.5، 1، 2، 4 و 6 ساعت آسیاکاری و مخلوط شدند. سپس نمونه ها پرس سرد شده و در دمای C 400 به مدت یک ساعت تحت اتمسفر گاز خنثی تف جوشی شدند. ریزساختار به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و XRDآنالیز شد. برای بررسی خواص حرارتی از DSC و DTA و برای خواص مکانیکی از آزمون فشار و هاپکینسون استفاده شده است. نتایج آزمون DSC نشان داد که با افزایش زمان آسیاکاری دمای شروع واکنش از C 650.34 در نمونه 0.5 ساعت آسیاکاری شده به C 645.84 در نمونه 6 ساعت آسیاکاری شده و گرمای واکنش (آنتالپی) از J/g 26.87 به J/g 14.84 کاهش پیدا کرد. نتایج آزمون فشار و هاپکینسون برای نمونه با 6 ساعت آسیاکاری به ترتیب افزایش 21 و 42 درصدی استحکام فشاری را در مقایسه با نمونه با 0.5 ساعت آسیاکاری نشان داد. همچنین نتایج نشان داد با افزایش نرخ کرنش از s-1 0.01 (در آزمون فشار) به s-1 1000 (در آزمون هاپکینسون) تنش فشاری افزایش می یابد.
    کلید واژگان: کامپوزیت های واکنشی، خواص فشاری، خواص حرارتی، آلیاژسازی مکانیکی
    Ali Alizadeh *, Mohammad Estakhri, Mohammadreza Zahmatkesh, Mehdi Mehdi Abdollahi Azghan
    Reactive composites are a new group of composite materials consisting of two or more materials that cannot ignite or explode in the Environmental conditions, but can release a lot of energy due to shock and severe impact loads. This study aimed to investigate the effect of milling time on the microstructure, thermal and mechanical properties of the Al-Ni composite. For this purpose, the Al-Ni compound with a 2:1 Al:Ni molar ratio was milled for 0.5, 1, 2, 4 and 6 hours in attrition mill and mixed. Then the samples were cold press and sintered at 400 ˚C under argon atmosphere for one hour. The microstructure of samples was analyzed by field emission scanning electron microscope (FESEM) and XRD. To investigation of thermal properties DSC and DTA analysis and for mechanical properties compression test and Hopkinson test were used. The DSC analysis results showed that by increasing the milling time, the reaction start temperature decreased from 650.34 °C in the sample milled to 0.5 hour to 645.84 °C the sample milled to 6 hour and the reaction heat (enthalpy) decreased from 26.87 J/g to 14.84 J/g. The results of compression and Hopkinson tests of samples after 6 hours milling time showed 21 and 42 percent increase in compressive strength, respectively compared to samples after 0.5 hours milling time. Also, the results showed that the compressive strength increased by changing the strain rate from 0.01 s-1 (in the pressure test) to 1000 s-1 (in the Hopkinson test).
    Keywords: Reactive composites, Compressive properties, Thermal properties, Mechanical alloying
  • Farhad Abdi, Hossein Aghajani *, Shahin Khameneh Asl
    In this research, a high entropy alloy of AlCoCrFeNiMn is made through mechanical alloying and the spark plasma sintering processes. Ball milling was done at different times of 12 h, 36 h, and 48 h in a cup with a diameter of 20 cm. Ball to powder percent weight of 10:1 was selected. X-ray diffraction patterns indicate the formation of solid solution microstructure after 48 h. The crystal size decreases from 23 to 16 nm with increasing milling time. The lattice strain of the structure increments from 0.3 to 0.68% with increasing time up to 48 h. SEM images clearly show the phenomenon of powder agglomeration and the absence of intermetallic compounds or brittle, complex structures. It is observed that with increasing ball-milling time, homogenization of powders increases, and the body-centered cubic phase is formed in the structure. The mechanically alloyed powders were consolidated spark plasma sintered at 700, 900, and 1000 °C. 50 MPa pressure, argon gas as atmosphere, and ten minutes as sintering time were selected as the sintering process parameters. The X-ray diffraction pattern shows that the structure of consolidated high entropy alloy has face-centered cubic and body-centered cubic phases. After sintering by the spark plasma method, the density of powders was measured by Archimedes’ rules, and the value was determined as 99% of theoretical density. The structure was without porosity. The hardness was measured using the microhardness Vickers test. Loading force was 50 g and loading time was seven seconds. The highest hardness was about 649 HV0.05.
    Keywords: AlCoCrFeNiMn high entropy alloy, mechanical alloying, Spark Plasma Sintering
  • علی عبیداوی*، مهدی بروجردنیا، عبدالله طیبی، مجید رحیمی

    در این پژوهش، آلیاژ پایه آهن با ترکیب Fe65B15Si10Ti5Al5 به روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه گردید و تاثیر میزان نیکل بر روی میکرو ساختار آن با 200 ساعت آسیاب کاری مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از دستگاه های پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیز گر ترکیب شیمیایی بهره گرفته شد. افزودن نیکل در سیستم آلیاژی  Fe65Ti5Al5B15Si10و افزایش درصد آن سبب کاهش شدت همه قله ها، پهن شدن آن ها و همچنین جابجای قله ها به سمت زوایای کمتر شد. این موضوع حاکی از کاهش اندازه بلورک های فاز آهن-آلفا و افزایش کرنش شبکه در اثر افزایش نیکل است. همچنین افزایش نیکل باعث کاهش اندازه ذرات در اثر آسیاب کاری در ساعت های یکسان آلیاژسازی شد.

    کلید واژگان: نیکل، میکروساختار، آلیاژ پایه آهن، Fe65B15Si10Ti5Al5، آلیاژسازی مکانیکی
    Ali Obeydavi *, Mehdi Boroujerdnia, Abdollah Tayyebi, Majid Rahimi

    In this study, iron-based alloy with Fe65B15Si10Ti5Al5 was prepared by mechanical alloying method . The effect of nickel content on its microstructure with 200 hours of milling was investigated. In this study X-ray diffraction and scanning electron microscopy equipped with chemical composition analyzer. Addition of nickel in the Fe65Ti5Al5B15Si10 alloy system and its increase reduced the intensity of all peaks, their broading and also the shift of peaks to lower angles. This indicates a decrease in the size of iron-alpha phase crystals and an increase in lattice strain due to an increase in nicke elmentl. Also, an increase in nickel reduced the particle size due to milling at the same hours of alloying. 

    Keywords: Nickel, Microstructure, Iron-based alloy, Fe65B15Si10Ti5Al5, Mechanical alloying
  • Ehsan Tarighati, Majid Tavoosi*, Ali Ghasemi, Gholam Reza Gordani

    In the present study, the effects of boron on the structural and magnetic properties of AlCrFeNiMnSiBx high entropy alloys (HEAs) were investigated. In this regards, different percentages of boron element were added to the based composition and the samples were identified using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and vibrating sample magnetometer (VSM) methods. Based on results, the tendency of Si element to formation of silicide phases prevents from the stabilization of single FCC and BCC solid solution phases in AlCrFeNiMnSi alloy. The boron element has significant effects on destabilization of silicide phases and by increasing in the percentage of this element, the simple BCC solid solution phase has been dominate phase. Of course, boron has distractive effects on magnetic properties of prepared alloys and the saturation of magnetization of AlCrFeNiMnSiBx HEAs decrease from 29.8 emu/g to about 6 emu/g by increasing the boron content.

    Keywords: High entropy alloy, Magnetic properties, Mechanical alloying, Annealing
  • Behnam Nazerian Khozania, Aliasghar Abuchenari *

    Aluminum-based composites reinforced with ceramic particles have been used for many applications because of their high hardness, good wear resistance, low weight, and low thermal expansion coefficient. The Al-MgO/Mg composite was prepared in the present study. The effects of milling time and amounts of initial Mg and MgO were studied on the properties of the composite. The milled powder mixtures were subsequently analyzed by the XRD and SEM tests. Crystal sizes and internal strains were calculated using XRD data and the Williamson-Hall equa-tion. The hardness of samples was measured by the Vickers method. The results showed that the lattice parameter significantly increased by increasing the amount of Mg. During the milling, the crystallite size, and simultaneously internal strain and hardness increased by increasing amounts of Mg and MgO. The results also showed that the effects of Mg on the composite properties were higher than MgO particles.

    Keywords: Composite, Mechanical alloying, Mg, MgO particles, Hardness, Sintering
  • Sara Daryoush, Hamed Mirzadeh *, Abolghasem Ataie
    The principles and magnetic properties of nanostructured high-entropy alloys (HEAs) processed by mechanical alloying are overviewed. Firstly, the general concepts of HEAs (multi-principal element alloys with ≥5 elements) and phase formation rules are briefly reviewed. Subsequently, the processing of nanocrystalline and amorphous HEAs by mechanical alloying and the effect of high-energy ball milling parameters are summarized. Finally, the magnetic properties of nanostructured HEAs are critically discussed to infer some general rules. In summary, a higher content of ferromagnetic elements (e.g. Fe, Co, and Ni) normally results in a higher saturation magnetization. The as-milled products with solid solution phases show better soft-magnetic properties compared to the fully amorphous phases, and increasing the amount of the amorphous phase decreases the saturation magnetization. The magnetic properties are also influenced by processing (such as sintering) and thermal history through the alteration of phases and crystallite size.
    Keywords: High-entropy alloys, Mechanical alloying, Magnetic properties, Nanostructures
  • MohammadJafar Hadianfard, Reza Kavosi Heydar, Seyed Mohammad Arab *

    The change in the elastic modulus of mechanically alloyed MA754 Ni-based superalloy as a function of the porosity and fabricating method has been discussed in this study. A mixed powder of a nano-particle strengthened nickel alloy was prepared directly from its alloying elements via mechanical alloying. The mixture then consolidated using two different powder metallurgy methods, pressing was followed by sintering and as was hot extrusion followed by drawing. The powder and solid parts were characterized by XRD, XRF, and microscopic examination. The porosity content and the elastic modulus of the samples were measured via Archimedes, image analysis, tensile, and/or compression tests, respectively. The results indicated that two methods of porosity measurement provided different values for each specimen. In addition, results showed, while processing method has influences on porosity content, it also affects the elastic modulus of the alloy tremendously. Two different values of experimental modulus can be justified by the effect of texture. The different linear and polynomial models are given for different methods of the processing.

    Keywords: Nanoparticle Strengthened Nickel Alloy, Mechanical Alloying, Hot Extrusion, porosity, Elastic Modulus
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