فهرست مطالب

مهندسی متالورژی - پیاپی 55 (پاییز 1393)

مجله مهندسی متالورژی
پیاپی 55 (پاییز 1393)

  • 56 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1393/08/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بررسی اثر عملیات حرارتی آستمپرینگ و مارتمپرینگ بر رفتار سایشی فولادهای کروم - مولیبدن دار (226-Fmu) مورد استفاده در آستری آسیابها
    محمدحسین شاعری، حسن ثقفیان، سعید شبستری صفحه 3
    با توجه به کاربرد فولادهای کروم- مولیبدن دار که از نوع فولادهای مقاوم در برابر سایش می باشند، بررسی رفتار سایشی این فولادها و همچنین بهبود مقاومت سایشی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پژوهش به منظور بهبود مقاومت سایشی فولادهای فولادهای کروم- مولیبدن دار سیکل های عملیات حرارتی مارتمپرینگ و آستمپرینگ روی این فولاد انجام گردید و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از سیکل رایج در صنعت (سرد کردن به وسیله هوای فشرده) مقایسه گردید. قطعات پس از نگهداری در دمای آستنیته در فرآیند آستمپرینگ در حمام نمک با دمای C°300 و در فرآیند مارتمپرینگ در حمام نمک با دمای C°200 به مدت 2، 8، 30 و 120 دقیقه نگهداری شده و سپس تا دمای محیط سرد شدند. پس از بررسی ریزساختار، آزمون سایش خشک پین روی دیسک روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد در صورت استفاده از عملیات حرارتی آستمپرینگ و به خصوص مارتمپرینگ مقاومت سایشی به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. نتایج XRD و بررسی های SEM زیرسطح و براده های حاصل از سایش، وجود مکانیزم سایش اکسیدی ملایم در همه نمونه ها و همه نیروها و وجود مکانیزم تورق در نمونه های مارتنزیتی و مکانیزم سایش شدید بر اساس تغییر شکل پلاستیک در نمونه های بینیتی و پرلیتی در نیروهای بالا را نشان داد.
    کلیدواژگان: فولاد کروم مولیبدن دار، آستمپرینگ، مارتمپرینگ، مقاومت سایشی، مکانیزم سایش
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مطالعه تاثیر غلظت یون کبالت در محلول آبکاری الکتریکی بر مورفولوژی، ساختار فازی و مقاومت به خوردگی پوشش های آلیاژی روی - کبالت
    حامد دلگشایی، سعیدرضا الله کرم*، حسن فرهنگی صفحه 12

    پوشش های آلیاژی روی- کبالت به روش آبکاری الکتریکی با استفاده از جریان مستقیم از حمام سولفاتی- اسیدی بر روی فولاد St37 اعمال شدند. تاثیر مقدار یون کبالت در حمام آبکاری بر مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ساختارفازی و مقاومت به خوردگی پوشش های آلیاژی روی – کبالت مورد مطالعه قرارگرفت. بررسی های ریز ساختاری و ترکیبی پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف نگار توزیع انرژی (EDS) انجام و به منظور تعیین فازهای موجود در پوشش از دستگاه پراش سنج پرتوی ایکس (XRD) استفاده شد. میکرو سختی پوشش ها به وسیله دستگاه میکروسختی ویکرز و مقاومت به خوردگی پوشش ها به وسیله آزمایش پلاریزاسیون تافل در محلول 5/3 درصد نمک طعام مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که مقدار یون کبالت در محلول آبکاری تاثیر زیادی بر ترکیب شیمیایی، ساختار فازی و همچنین مقاومت به خوردگی پوشش های روی- کبالت دارد. با افزایش مقدار یون کبالت در محلول آبکاری میزان کبالت پوشش افزایش، درنتیجه سختی پوشش نیز افزایش می یابد. نتایج حاصل از بررسی مقاومت به خوردگی پوشش ها نشان می دهد که مقاومت به خوردگی، بیشتر تحت تاثیر ترکیب فازی پوشش های رسوب کرده است و پوشش آلیاژی روی – کبالت با 2/1 درصد وزنی کبالت درپوشش به علت ساختار تک فازی دارای بالاترین مقاومت به خوردگی است.

    کلیدواژگان: مقاومت خوردگی، آبکاری الکتریکی، پوشش های آلیاژی روی کبالت، مورفولوژی، ساختار فازی، میکروسختی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تاثیر عملیات همگن سازی بر بهبود ریزساختار ناحیه اتصال نامتجانس TLP برای سیستم FSX-414MBF-80/IN-738
    عباس جهانبخش، بیژن عباسی خزایی، رضا بختیاری صفحه 19
    در این پژوهش، فرآیند اتصال فاز مایع گذرا (TLP) در اتصال نامتجانس سوپر آلیاژ پایه نیکلIN-738 به سوپر آلیاژ پایه کبالت FSX-414 با استفاده از لایه واسط پایه نیکل MBF-80 با ضخامت μm50 بکار گرفته شده است. اتصال دهی در دمای بهینه °C1150 و مدت زمان 5 دقیقه در کوره تحت خلا صورت گرفت. در ادامه، عملیات همگن سازی، به منظور بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی ناحیه اتصالTLP،در دماهای 1175، 1200 و °C1225 و به مدت 1، 3 و 6 ساعت در مورد نمونه های اتصال داده شده صورت گرفت. به منظور بررسی ریزساختار از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (SEM) و جهت بررسی آنالیز فازی در منطقه اتصال از SEM/WDS استفاده گردید. نتایج بررسی ریز ساختاری نشان داد که با همگن سازی در دمای °C 1175 به مدت 6 ساعت ترکیبات بین فلزی در منطقه متاثر از نفوذ (DAZ) همچنان وجود داشته در حالیکه همگن سازی در دمای °C1200 به مدت 1 ساعت موجب کاهش چشمگیر آن شده است. همگن سازی در دمای °C1225 به مدت 1 ساعت موجب تشکیل مرزدانه های جدید در ناحیه اتصال و تشکیل ساختار یوتکتیکی ثانویه و رشد رسوبات در زمینه و منطقه اتصال گردیده است. پروفیل غلظت عناصر آلیاژی در عرض اتصال نشان داد که در فرایند همگن سازی، رسوب و رشد فاز در زمینه و نیز نفوذ عناصر آلیاژی کنترل کننده فرایند بوده است. کاهش قابل توجه شیب غلظت عناصر آلیاژی در دمای 1225 به نفوذ سریع از طریق مرزدانه های جدید در منطقه اتصال نسبت داده شد. مناسب ترین مشخصات ریزساختاری در شرایط همگن سازی h1/oC1225 مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: فرایند اتصال فاز مایع گذرا (TLP)، فرایند همگن سازی، اتصال نامتجانس، سوپر آلیاژ IN، 738، s سوپر آلیاژ FSX، 414
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • الگوی پایش آلاینده های صنایع پیرو متالورژی در مناطق مختلف
    سید ابراهیم وحدت، ناصر توحیدی صفحه 28
    حفظ و تعادل زیست محیطی، از جمله ارکان توسعه پایدار است. در این مقاله با کمک منطق فازی الگویی برای پایش آلاینده های صنعت به تفکیک منطقه به همراه یک مطالعه موردی شامل پایش آلاینده دی اکسید کربن در صنایع پیرومتالورژی تولید آهن و فولاد، تولید آلومینیم، تولید روی و تولید سرب در برخی از مناطق جهان در دسامبر سال 2005، ارایه می شود؛ بطوریکه مشخص می شود کدام صنعت در کدام منطقه در تولید کدام آلاینده به چه میزان با محیط زیست، سازگار است. برای سنجش سازگاری با محیط زیست ابتدا مجموعه صنایع، مجموعه مناطق، مجموعه آلاینده ها و مجموعه سازگاری با محیط زیست تعریف شده و سپس برای محاسبه درجه عضویت اعضای مجموعه سازگاری با محیط زیست، تابع عضویت سازگاری با محیط زیست تعریف می شود. با درجه بندی صنایع مختلف در مناطق مختلف در ایجاد آلاینده های مختلف به صورت ارقامی پیوسته، سازگاری با محیط زیست صنایع مختلف در تولید آلاینده مختلف در مناطق مختلف، به طور دقیق و صحیح مقایسه می شود. با توجه به درجه سازگاری با محیط زیست در مکان، نوع آلودگی و صنعت مرتبط، کمترین درجه سازگاری با محیط زیست باید در اولویت اول بررسی قرار گیرد. در مطالعه موردی انجام شده، بدون احتساب ضریب منطقه، صنعت تولید آلومینیم کشوری در قاره آمریکا، عضو C241، در دسامبر سال 2005 با درجه سازگاری با محیط زیست برابر با 0559/0، بحرانی ترین شرایط را در تولید آلاینده هوا، دی اکسید کربن، دارد در حالیکه با احتساب ضریب منطقه، صنعت تولید فولاد کشوری در خاور دور، عضو C121، در دسامبر سال 2005 با درجه سازگاری با محیط زیست برابر با 0655/0، بحرانی ترین شرایط را در تولید آلاینده هوا، دی اکسید کربن، دارد. بنابراین بایستی تمرکز بیشتری بر روی کنترل آلاینده دی اکسید کربن در صنعت فولاد کشوری در خاور دور، صورت گیرد.
    کلیدواژگان: آلومینیم، دی اکسید کربن، روی، سرب، فولاد، مدیریت، منطق فازی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تاثیر حرارت ورودی بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ منیزیم AZ91 با استفاده از فرایند GTAW
    فرزاد رفیعی، علیرضا خدابنده، بهرام نامی، نصرالله بنی مصطفی عرب صفحه 36
    در این پژوهش تاثیر حرارت ورودی بر روی ریزساختار وخواص مکانیکی اتصال آلیاژ منیزیم AZ91 مورد بررسی قرار گرفت به طوری که درآن، حالت اتصال به صورت لب به لب بوده و عملیات اتصال در سه حرارت ورودی مختلف(به ترتیب 267،449 و J/mm688) با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی تنگستنی تحت محافظت گاز خنثی(GTAW) انجام پذیرفت. مشاهدات ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد که با افزایش حرارت ورودی اندازه دانه ها در هر دو منطقه جوش و منطقه ذوب جزئی شده(PMZ) درشت تر شده و پهنای این مناطق افزایش یافته است. علاوه بر این، افزایش حرارت ورودی تا J/mm688 باعث تغییر مورفولو‍ژی فاز یوتکتیک β در هر دو منطقه جوش و ذوب جزئی شده (بخصوص در منطقه جوش) می شود به این ترتیب که از حالت پیوسته به شکل منقطع و دانه ای در می آید و توزیع آن از حالت مرز دانه ای به حالت پراکنده تغییر می یابد.
    نتایج تست کشش نشان می دهد که در حرارت ورودی بالا(J/mm688) به دلیل ایجاد حفره های گازی در منطقه جوش استحکام حاصله به MPa114 می رسد که در مقایسه با حرارت ورودی پایین تر(J/mm267) حدود %21 کاهش را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آلیاژ منیزیم AZ91، حرارت ورودی، جوشکاری قوس تنگستنی، ریزساختار، خواص مکانیکی، شکست نگاری
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مروری بر بررسی روش های اندازه گیری ویسکوزیته مذاب فلزی
    سید حسین الهی، هادی عبدی، حمیدرضا شاهوردی صفحه 45
    در بسیاری از فرایندهای تولیدی که بر پایه ذوب و انجماد می باشد، مانند ریخته گری، اندازه گیری ویسکوزیته و پیش بینی سیالیت مذاب فلزات در دماها و ترکیب های مختلف می تواند باعث بهبود فرآیند تولید و کاهش ضایعات شود. در این مقاله شماری از روش هایی که برای اندازه گیری ویسکوزیته مذاب ها و سیالات مورد استفاده قرار می گیرد، شرح داده شده اند. از این میان می توان به روش های موئینگی، مخزن نوسانگر، بوته چرخان، صفحه نوسانگر، مخزن با سوراخ تخلیه و... اشاره نمود. از جمله مدل هایی که برای تخمین ویسکوزیته عناصر و سیستم های چند جزئی و همچنین ارتباط ویسکوزیته با دما، استفاده شده اند عبارتند از مدل آرینیوس، جبرا، آندرید، تئوری حجم آزاد هیلدبراند و.... در نهایت مقایسه ای از روش های مختلف اندازه گیری ویسکوزیته مذاب ها ارائه شده است.
    کلیدواژگان: ویسکوزیته، مذاب فلزات، اندازه گیری ویسکوزیته، مدلهای اندازه گیری ویسکوزیته
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Effects of Austempering and Martempering Heat Treatments on wear Behavior of Cr-Mo Steels (FMU-226) Used in Mills Liner
    M.H. Shaeri*, H. Saghafian, S.G. Shabestari Page 3
    In order to investigate the effect of heat treatment on wear characteristics of Cr-Mo wear resistant steel, the specimens were austempered and martempered at 300oC and 200oC respectively for, , 30, and 120 minutes and the wear properties of the specimens were compared with those observed in common cycle in industry (compressed air quench). Dry sliding wear tests have been conducted using a pin-on-disk machine under different normal loads of 57.8, 81.3 and 104.8 at a constant sliding speed of 1.20 m/s. The scanning electron microscope (SEM) and X- ray diffraction (XRD) analysis of surface and wear debris of specimens shows that wear mechanism was mainly mild oxidative in all samples, however, delamination and plasticity-dominated wear mechanisms have been seen in high loads. The friction, wear rate and wear coefficient of the steels, have been explained with respect to microstructure and the wear mechanism. The comparison of wear rates shows that by using austempering and especially martempering process, wear resistance of this steel increases considerably.
    Keywords: Cr, Mo Steels, Austempering, Martempering, Wear Rate, Wear Mechanism
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of cobalt ion concentration of electroplating solution on morphology, phase structure and corrosion resistance of Zinc-Cobalt alloy coatings
    Hamed Delgoshaee, S.R. Allahkaram, Hasan Farhangi Page 12

    The effect of cobalt ion concentration of electroplating solution on morphology, phase structure and corrosion resistance of zinc-cobalt alloy electrodeposits that were obtained from Sulfate- acid solutions by direct current on St37 steel has been studied. SEM, EDS and XRD were used to study the surface morphology, chemical composition and phase structure of coatings. Respectively corrosion behavior of Zn-Co alloy coatings were studied by Tafel polarization experiment in 3.5 wt% NaCl solution. In addition the microhardness of the Zn-Co alloy coatings was examined. The results showed that increasing of cobalt ion content of electroplating solution, increases cobalt content as well as microhardnees of the coating. The cobalt ion in the plating bath strongly affects the chemical content and phase structure, as well as corrosion stability, of Zn-Co alloys. It was also noticed that corrosion resistance of the deposits were highly influenced by the composition and morphology of the coatings. Zn-Co alloy coatings containing 1.2 wt% Co showed the highest corrosion resistance due to its single phase.

    Keywords: corrosion resistance, electroplating, Zinc, Cobalt alloy coatings, morphology, Phase structure, microhardness
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of homogenization treatment on microstructural evolution of dissimilar TLP joints for FSX-414/MBF-80/IN-738 system
    Abbas Jahanbakhsh, Bijan Abbasi Khazaei, Reza Bakhtiari Page 19
    In this research, TLP bonding was used for dissimilar joints of IN-738/FSX-414 system using MBF-80 interlayer with the thickness of 50µm. TLP bonding was carried out at optimum condition (1150oC/5min) in a vaccuum furnace. Then, in order to refine the microstructure and increase the mechanical properties of the joints, homogenization treatment was carried out at 1175, 1200 and 1225oC for 1, 3 and 6 h. Optical microscope and scanning electron microscope (SEM) were used for microstructural studies and phase analysis was done using SEM/WDS analysis. Microstructural studies showed that homogenization at 1175oC/6h had no effect on removing the diffusion affected zone (DAZ) phases, but considerable reduction of these phases has occurred at 1200oC/1h. Homogenization at 1225oC for 1h caused formation of grain boundaries and secondary eutectic phases at the joint as well as coarsening of precipitates at the joint and base metal. Profile of alloying elements concentration across the joint showed that precipitation and coarsening of at the base metal and diffusion of alloying elements were the controlling factors of homogenization. Considerable reduction in the slope of alloying elements concentration profile at 1200oC was due to the rapid diffusion through the grain boundaries of the joint. Therefore, the optimum microstructural features were seen at 1225oC/1h homogenization condition.
    Keywords: Transient liquid phase (TLP) bonding, Homogenization, Dissimilar joint, FSX, 414 superalloy, IN, 738 superalloy
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The Model for Monitoring of Pollutants in Pyrometallurgy Industries Located in Different Regions
    S.E. Vahdat, Naser Towhidi Page 28
    Ecological sustainability and balance are the elements of sustainable development. In this paper, using fuzzy logic, a model is presented to monitor region wise industrial pollutants in pyrometallurgy industries. The model has been used in a case study that will determine which industry, in which region, producing which and how much pollutants, is compatible with ecology. To assess the ecological compatibility, first, the set of industries, regions, pollutants and ecological compatibility were defined, then to calculate the membership degree of the members of the ecology compatibility set, the membership function of ecological compatibility was defined. By ranking different industries in various regions, creating different pollutants, as continuous figures, the ecological compatibility of these industries was accurately compared. Given the degree of ecological compatibility in a region, the type of pollution, and the related industry, identification of the lowest degree of ecological compatibility was the first priority of this case study. Results of the conducted case study, without considering the region coefficient, show that member C241, in December 2005 with an ecological degree of compatibility equivalent to 0.0559 has the most critical condition in producing the air pollutant, carbon dioxide. However, on considering the region coefficient, member C121, in December 2005 with an ecological degree of compatibility equivalent to 0.0655 has the most critical condition in producing the air pollutant, carbon dioxide.
    Keywords: Aluminum, Carbon dioxide, Zinc, Lead, Steel, Management, Fuzzy logic
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of heat input on microstructure and mechanical properties of AZ91 magnesium alloy with using GTAW process
    Farzad Rafiee, Alireza Khodabandeh, Bahram Nami, N. Bani Mustafa Arab Page 36
    In this study, the effect of heat input on microstructure and mechanical properties of magnesium alloy, AZ91, were investigated. The butt welding was carried out at three different heat inputs (269, 452, and 657 J/mm), using a tungsten arc welding process under the protection of inert gas (GTAW). Microstructure observation with optical (OM) and scanning electron, microscopes (SEM) showed that with an increase of the heat input, the grains both in the fusion zone and the heat-affected zone coarsen and the width of the heat-affected zone increased. Moreover, an increase of the heat Input up to 657 J/mm resulted in a decrease of the continuous β-Mg17Al12 phase and an increase of the granular (particularly in weld area) and randomly dispersed. The results of tensile tests show that at high heat input the welding strength will decrease to 114 MPa, due to creation of gas voids in the welding area. This value is 21% less than that observed for lower heat input (269 J/mm).
    Keywords: AZ91 magnesium alloy, heat input, tungsten arc welding process, Microstructure, Mechanical properties, fractography
    Abstract View Paper Original: Persian
  • A Review on Investigation of different methods for measuring molten metal viscosity
    S.Hossein Elahi, Hadi Abdi, Hmidreza Shahverdi Page 45
    In many manufacturing process which are based on melting and solidification, like casting, measurement of viscosity and prediction of fluidity of molten metal in variant temperatures and alloy composition could improve quality of process and decreasing losses. In this paper different methods for measurement of viscosity like capillary method, oscillating vessel viscometer, falling body or counterbalanced sphere viscometer, oscillating plate method, rotating cylinder and … have been investigated. Arrhenius equation, Andrade treatment, Hildebrand’s free volume theory, Chhabra model and … are the models which were used for estimation of viscosity of metals and alloys and their relation with temperature. Finally comparison of different procedure for viscosity measurement of molten metals is presented.
    Keywords: Viscosity, molten metal, viscosity measurement, models for viscosity measurement
    Abstract View Paper Original: Persian