فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 28 (1395)
  • پیاپی 28 (1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/06/31
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مهدیه فرقدانی*، فتح الله کریم زاده، محمدحسین عنایتی صفحات 1-14
    در این پژوهشکامپوزیت سطحی بر پایه ی سیستم Mg-Cu، و با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی به صورت درجا بر سطح آلیاژ AZ91C ایجاد شد. بررسی میکروساختار منطقه ی اغتشاش پس از شش پاس فرایند نشان دهنده ی تشکیل ترکیب بین فلزی Mg2Cu در کامپوزیت AZ91/Cu است. بعد از عملیات حرارتی T6 با افزایش درصد حجمی ذرات تقویت کننده و تشکیل ترکیب بین فلزی MgCu2، سختی نمونه ی کامپوزیتی افزایش یافت. بررسی ذرات و سطوح سایشی، وقوع مکانیزم های سایش خراشان و ورقه ای در نمونه ی سایش فلز پایه را نشان داد. نتایج EDS و میکروسختی کامپوزیت AZ91/Cu، نشان دهنده ی افزایش سختی و پایداری لایه ی اکسید سطحی در نمونه ی کامپوزیتی نسبت به نمونه ی فلز پایه است که نرخ سایش این کامپوزیت نسبت به زمینه را کاهش داده است. نتایج آزمون سایش نشان داد که پس از عملیات حرارتی T6، رفتار سایشی نسبت به نمونه ا ی که تحت عملیات حرارتی قرار نگرفته ضعیف تر شده است. این افزایش نرخ سایش در نمونه ی کامپوزیتی به دلیل تشکیل میکروترک ها در حین عملیات حرارتی می باشد که منجر به پدیده ی ورقه ای شدن در این نمونه ی سایش شده است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت سطحی بر پایه ی منیزیم، فرایند اصطکاکی اغتشاشی، رفتار سایشی
  • محسن حاجیان فروشانی*، مرتضی شمعانیان، مهدی صالحی، فاطمه داور، مهدی رستمی صفحات 15-26
    با توجه به تاثیر چشمگیر مقدار تخلخل بر رفتار سایش پذیری پوشش های سرامیکی و وابستگی مقدار تخلخل به پارامترهای پاشش حرارتی، هدف از انجام این پژوهش توسعه مدل تجربی به منظور تعیین رابطه مقدار تخلخل با پارامترهای پاشش حرارتی پلاسمایی در هوا برای پوشش سایش پذیر YSZ-10wt.%LaPO4 با بکارگیری روش RSM می باشد. روش طراحی آزمایش فول فاکتوریل دو سطحی به منظور تعیین اثر سه پارامتر مهم، جریان (در دو سطح 400 و800 آمپر)، نرخ گاز اولیه (در دو سطح 25 و40 لیتر بر دقیقه) و نرخ گاز ثانویه (در دو سطح 0 و 8 لیتر بر دقیقه) بر مقدار تخلخل مورد استفاده قرار گرفت. تخلخل نمونه ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی به کمک نرم افزار آنالیز تصویری ImageJ اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار جریان، افزایش نرخ گاز ثانویه و کاهش نرخ گاز اولیه، مقدار تخلخل به طور پیوسته کاهش می یابد. علاوه بر این پارامترهای جریان و نرخ گاز اولیه به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر روی مقدار تخلخل پوشش دارند.
    کلیدواژگان: پوشش سایش پذیر، تخلخل، فسفات لانتانیوم، زیرکونیای پایدار شده با ایتریا، طراحی آزمایش
  • عبدالله لعل پور*، عبدالرضا سلطانی پور، خسرو فرمنش صفحات 27-37
    فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) کرنش بسیار بالایی را به ساختار اعمال می کند که باعث تغییرساختار مواد خواهد شد. اغتشاش و گرمای تولید شده در اثر حرکت پین موجب تبلور مجدد و رشد دانه ها می گردد. اعمال سرمایش در طی فرایند موجب جذب گرمای تولید شده می شود. اعمال شرایط خنک شوندگی، مکانیزم رشد دانه ها را متوقف خواهد نمود؛ از این رو می توان به دانه بندی بسیار ریز دست یافت. ساختارهای با دانه بندی نانو توانایی بالایی در رسیدن به شرایط ابرمومسانی در دماهای پایین تر و یا در نرخ های کرنش بالاتر، از خود نشان می دهند. در تحقیق حاضر فرایند اصطکاکی اغتشاشی در شرایط بهینه خنک سازی جهت دستیابی به دانه بندی نانوساختار در ورق آلومینیوم آلیاژی 7075 در شرایط عملیات حرارتی T6 به کار گرفته شد. بدین منظور از شرایط تبرید حین فرایند در زیر و روی ورق، به کمک مخلوط آب، الکل، یخ، یخ خشک و نیتروژن مایع استفاده گردید. اعمال شرایط تبرید موجب ریزدانه شدن ساختار شده و اندازه دانه زیر 100 نانو متر حاصل گردید. بیشینه ازدیاد طول شکست در نرخ کرنش آغازین و در دمای 500 درجه سانتیگراد به دست آمد. همچنین نتایج حاصل شده را می توان در شرایط کاربردی و صنعتی نیز اعمال نمود. از این رو می توان فرایند اصطکاکی اغتشاشی در شرایط خنک شوندگی بهینه را بسیار موثر در دستیابی به شرایط ابرمومسان در نرخ های کرنش بالاتر دانست.
    کلیدواژگان: تغییر فرم شدید، تبلور مجدد، نانو ساختار، ابرمومسانی
  • حسین پاکدل نوقابی*، سید عبدالکریم سجادی، ابوالفضل باباخانی صفحات 39-50
    در این پژوهش، اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت های پایه آلومینیم، تقویت شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. ابتدا پودر گرافیت در استون ریخته و آلتراسونیک گردید. سپس پودر آلومینیم به محلول اضافه و آلتراسونیک ادامه پیدا کرد. سپس مخلوط حاصل فیلتر و در دما و زمان مناسب در اتمسفر خلا خشک گردید. سپس از پودر های خشک شده حاصل به روش تف جوشی پلاسمایی (SPS) تحت فشار و دما و زمان های مختلف نمونه های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختار، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و SEM بررسی شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های سختی سنجی (برینل) و سایش قرار گرفتند. باتوجه به مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه آلومینیم در این روش نسبت به روش های دیگر بهبود چشم گیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است .همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. درحالیکه درصد بهینه توزیع گرافیت برای این کامپوزیت با سایر روش های اختلاط حداکثر یک درصد بوده است. با توجه به نتایج آزمون سایش، میزان مقاومت به سایش به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت افزایش داشت. همچنین در نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت)، دارای افزایش سختی تا 70 درصد و کاهش نرخ سایش تا 55 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.
    کلیدواژگان: کامپوزیتAl، Gr، همگن سازی در مایع، تف جوشی پلاسمایی، خواص سایشی، سختی
  • مجید رهگذر، علیرضا ذاکری*، سید ابوالفضل سیدسجادی صفحات 51-66
    پوشش های نیکل-بور الکترولس با داشتن سختی و خواص سایشی بالا و قابلیت خودروانکاری، سال هاست که توجه محققان را به خود جلب کرده اند. ساختار سطحی پوشش نیکل-بور الکترولس توسط بسیاری از محققان گل کلمی شکل و توسط معدودی دیگر دانه دانه ای گزارش شده و برای شکل گیری هر یک از این دو ساختار نظریه های متفاوتی ارائه گردیده است. در این مقاله اثر غلظت اتیلن دی آمین، آمونیاک و پایدارکننده روی مورفولوژی سطحی و ضخامت پوشش نیکل-بور الکترولس در چارچوب یک طرح عاملی دو سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی اثر متغیرهای مذکور، دو نوع ساختار گل کلمی و قلوه سنگی به دست آمد که با تحلیل صورت گرفته، ساختار گل کلمی مشخصا به نرخ آبکاری کمتر و ساختار قلوه سنگی به نرخ آبکاری بیشتر نسبت داده شده اند. به علاوه در شرایط حمام پایدار و پوشش بدون تخلخل، زمانی که نرخ آبکاری به اندازه ای بالا بود که ساختار قلوه سنگی را نتیجه دهد، افزایش ضخامت منجر به درشت تر شدن ساختار سطحی گردید. بیشترین ضخامت پوشش ها برابر μm 49 زمانی به دست آمد که غلظت اتیلن دی آمین در حد پایین خود (mL/L 70) و غلظت آمونیاک و پایدارکننده در حد بالای خود (به ترتیب 46 و mL/L 33/3) بودند و کمترین ضخامت برابر μm 23 زمانی به دست آمد که غلظت اتیلن دی آمین، آمونیاک و پایدارکننده در حد بالای خود (به ترتیب 130، 46 و mL/L 33/3) قرار داشتند.
    کلیدواژگان: پوشش نیکل، بور الکترولس، مورفولوژی، خودروانکاری، ساختار قلوه سنگی، ساختار گل کلمی
  • فائزه اسکندری، مسعود عطاپور*، محمدعلی گلعذار، احسان عابدینی صفحات 67-75
    در این پژوهش به ارزیابی رفتار سایشی فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 بعد ازاعمال فرایند اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شده است. برای این منظور، فراینداصطکاکی اغتشاشی با استفاده از یک ابزار بدون پین از جنس کاربید تنگستن و با سرعت چرخشی 560 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 50 میلیمتر بر دقیقه انجام شد. مطالعات ریزساختاری با استفاده از میکرسکوپ الکترونی و میکروسکوپ نوری صورت گرفت. همچنین پروفیل سختی نمونه ی عملیات شده با استفاده از روش ریزسختی سنجی مورد مطالعه قرار گرفت. مقاومت به سایش نمونه های فلز پایه و نمونه ی فراوری شده با استفاده از آزمون پین روی دیسک انجام شد. نتایج نشان داد که فرایند اصطکاکی اغتشاشی باعث اصلاح ریزساختار و ریز دانه شدن ریزساختار و همگن شدن آن شد. اندازه دانه ها ازmμ3±93 در فلز پایه به mμ3±26 در ناحیه ی اغتشاش کاهش یافت. این نتایج با مطالعات سختی سنجی مورد تایید قرار گرفت که نشان داد با اعمال فرایند اصطکاکی اغتشاشی سختی فولاد از HV1±170 به HV5±213 افزایش یافت. نتایج آزمون سایش نشان داد که فرایند اصطکاکی اغتشاشی مقاومت سایشی فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 را حدود 2 برابر افزایش داد. این رفتار براساس ریزساختار ایجاد شده در منطقه ی اغتشاش مورد بحث قرار گرفته است. براساس مشاهدات میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطوح سایش، مکانیزم اصلی سایش از نوع سایش خراشان تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی، فولاد زنگ نزن آستنیتی 304، سایش
  • نسرین براتی*، فرهاد گلستانی فرد، سعید رستگاری، استاتیس ملتیس، محمدعلی فقیهی ثانی صفحات 77-85
    در این پژوهش به منظور بهبود خواص مکانیکی زیرلایه های آلومینیوم 7075، پوشش های نانوساختار آلومینا- زیرکونیا با روش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی در حالت ولتاژ ثابت بر سطح آنها اعمال شدند. پوشش های مذکور در ولتاژ 450 ولت و در زمان های 300-100 ثانیه در الکترولیت پایدار حاوی K2ZrF6 آماده شدند. بررسی فازی نمونه ها بیانگر تشکیل کامپوزیت های آلومینا- زیرکونیا با ترکیب فازهای زیرکونیای تتراگونال و آلومینای آلفا و گاما در زمان های پوشش دهی 200 ثانیه و بالاتر است. بررسی ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی تشکیل پوشش های نانوساختار با اندازه ذرات 40-20 نانومتر با ساختار متخلخل و افزایش سایز تخلخل ها با افزایش زمان پوشش دهی را نشان می دهد. با توجه به نتایج میکروسکوپی در سطح مقطع پوشش، ضخامت پوشش ها در محدوده 19-12 میکرومتر می باشد. آنالیز شیمیایی در سطح مقطع پوشش بیانگر توزیع یکنواخت عناصر Al، Zr و O در عرض پوشش است. سختی سنجی ویکرز نمونه ها، افزایش 10 برابری سختی زیرلایه های آلومینیومی با اعمال این پوشش ها را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت آلومینا، زیرکونیا، اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی، پوشش نانوساختار
  • مهشید تفرشی، سعید رضا الله کرم*، حسن فرهنگی صفحات 87-98
    در این پژوهش پوشش های آلیاژی Zn-Niاز طریق حمام سولفاتی اسیدی رسوب گذاری الکتریکی شدند. تاثیر دمای ترسیب بر میکروسختی، مورفولوژی، ترکیبهای شیمیایی، راندمان جریان کاتدی ساختار و همچنین رفتار خوردگی پوشش بررسی شد. مورفولوژی پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و ترکیب شیمیایی پوشش ها توسط آنالیزور EDX بررسی شد. به منظور بررسی ساختار کریستالی از آزمون XRD استفاده گردید. جهت بررسی خواص خوردگی پوشش ها، آزمایش های پلاریزاسیون خطی و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)دردمای محیط انجام شدند. نتایج نشان می دهند افزایش دمای ترسیب، موجب افزایش مقدار نیکل در پوشش، کاهش راندمان جریان کاتدی و افزایش سختی می شود. نتایج حاصل از SEM نشان می دهد که ساختار در دمای پایین، ریزدانه است و با افزایش دما ساختار درشت دانه می شود. جهت بررسی خواص خوردگی پوشش ها، آزمایش های پلاریزاسیون خطی و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) دردمای محیط انجام شدند. نتایج حاکی از آن است که پوشش های با 14 درصد وزنی نیکل بیشترین مقاومت به خوردگی را در بین پوشش ها با ترکیب شیمیایی دیگر دارد. این پوششها به صورت تک فاز است و تشکیل فاز g با ساختار هگزاگونال از عمده ترین دلایل افزایش مقاومت به خوردگی در این پوشش ها میباشد.
    کلیدواژگان: پوشش آلیاژی Zn، Ni، دمای آبکاری، مقاومت به خوردگی، امپدانس الکتروشیمیایی
  • رسول عسگریان، علی دوست محمدی* صفحات 99-110
    هدف از این پژوهش، اعمال پوشش هاردستونایت (Ca2ZnSi2O7) به روش لایه نشانی الکتروفورتیک روی زیر لایه تیتانیومی (Ti-6Al-4V) بود. ابتدا هاردستونایت به روش سل-ژل تهیه گردید. ساختار، شکل و آنالیز عنصری پودر تولید شده، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنج توزیع انرژی پرتو ایکس (EDAX) بررسی شد. سمیت نانوذرات نیز به روش MTT بررسی گردید. پوشش دهی زیرلایه تیتانیمی به روش الکتروفورتیک و در محلول متانول انجام شد. نمونه های پوشش داده شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. جهت بررسی قابلیت تشکیل آپاتیت روی پوشش، نمونه ها در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) غوطه ور شدند و تشکیل آپاتیت بر روی آن ها توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی مقاومت خوردگی پوشش ها از آزمون پلاریزاسیون تافل استفاده شد. آزمون غوطه وری حاکی از زیست فعالی نمونه ها در محلول شبیه سازی شده بدن بود. بررسی نتایج آزمون تافل نشان داد که مقاومت در برابر خوردگی نمونه دو بار پوشش داده شده با ولتاژ 50، در مقایسه با زیر لایه تیتانیومی بدون پوشش افزایش یافته است. نتایج آزمون سمیت سنجی سلولی نیز، عدم سمیت نانوذرات هاردستونایت و زیستایی سلول های بنیادی مغز استخوان را تایید کرد. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان داد که پوشش هاردستونایت به روش الکتروفورتیک روی زیر لایه تیتانیومی قابل اعمال است. همچنین رفتار خوردگی و زیستی زیرلایه پوشش داده بهبود خواهد یافت و هاردستونیت می تواند به عنوان یک پوشش بیوسرامیکی نوین مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: هاردستونیت، پوشش دهی الکتروفورتیک، رفتار خوردگی، زیرلایه تیتانیومی، سمیت سلولی
|
  • M. Farghdani*, F.A. Karimzadeh, M.H. Enayati Pages 1-14
    in this study, in situ surface composite based on Mg-Cu system produced on AZ91C alloy by friction stir processing. Microstructural studing in the 6 passes friction stirred zone, revealed the presence of Mg2Cu intermetallic phase in AZ91/Cu nanocomposite. after T6 heat treatment, microhardness value within the stirred zone increased due to increasing volume fraction of hard intermetallics and formation of MgCu2 phase in the composite. Wear surface and debris observation indicated that abrasion and delamination wear mechanisms occurred in AZ91C alloy. The results of EDS and microhardness test on AZ91/Cu sample revealed that hardness and durability of oxide film on wear surface was more than that of the base alloy, which led to decrease wear mass loss of the composite in comparison with base metal. the results of wear test revealed that T6 heat treatment weakened wear properties, compared with not heat treated composite. composite samples Wear rate increased because of microcrack formation during heat treatment which caused delamination occurrence in this wear sample.
    Keywords: Magnesium, base nanocomposite, Friction stir processing, wear behavior
  • M. Hajian, Foroushani*, M. Shamanian, M. Salehi, F. Davar, M. Rostami Pages 15-26
    Due to the significant effect of porosity on the abradability behavior of ceramic abradable coatings and dependence of porosity value on the thermal spraying parameters, the aim of this research is to develop an empirical relationship between the atmospheric plasma process parameters and porosity value of YSZ-10wt.%LaPO4 abradable coating by surface response methodology. Full factorial design was used to investigate the effects of three varying principal parameters at two levels, namely, the current (400 and 800 A), the primary gas flow rate (25 and 40 lit/min) and the secondary gas flow rate (0 and 8 lit/min), on porosity of coating. Porosity was measured using optical and SEM images with software image analyzer (ImageJ). Results revealed that value of the porosity constantly decreases with increasing of current and secondary gas flow rate and with decreasing of primary gas flow rate. Furthermore, current and primary gas flow rate have highest and lowest impact on the porosity level, respectively.
    Keywords: Abradable Coatings, Porosity, Lanthanum phosphate, YSZ, Design of Experiment
  • A. Lalpour *, A. Soltani Pour, Kh. Farmanesh Pages 27-37
    The FSP can be used as a generic process to modify the microstructure, refine the grains and change the composition, at selective locations. During FSP, the material that flows around the tool undergoes extreme levels of plastic deformation, that causes recrystallization and grain growth mechanism and is why the solid state processing technique that causes superplasticity. The nano grained alloy exhibited superplasticity at relatively lower temperatures and/or higher strain rates. In this research, FSP and cooling condition was used to create a microstructure with nano grains in a 7075 Aluminum alloy. Using cooling conditions don’t let grain growth, so can be achieved to nano grain structure. Cooling condition contains of alcohol, ice, dry ice and liquid nitrogen. Optimum ductility at an initial strain rate of 1 × 10−3 s−1 was obtained on the 500℃. Current results suggest that FSP and cooling system can be developed as a simple yet effective technique for producing microstructure amenable for superplasticity at high strain rates and/or lower temperatures.
    Keywords: Sever plastic deformation(SPD), Recrystallization, Nano grain, Superplasticity
  • H. Pakdel Noghabi *, S. A. Sajjadi, A. Babakhani Pages 39-50
    To produce aluminum-matrix composite reinforced with graphite particles, mixing of pure aluminum and graphite powders by a new method, called homogenization in liquid phase, was used. In this procedure at first different amounts of graphite from zero to 4.5wt.% were poured into acetone, and mixed by ultrasonic. Aluminum powder was added to the solution and sonication was continued. Then the filtered mixture was dried in vacuum atmosphere at optimized temperature and time. Composite samples were produced using the mixed powder by way spark plasma sintering (SPS) under different pressure, temperature and time. The specimen microstructures were investigated by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). To evaluate the mechanical properties of samples, hardness and wear tests were performed. According to the results, homogenization in liquid phase method caused significant improvement in distribution of graphite particles in the matrix and the addition of 3wt.% graphite in the matrix was gained. Improved mechanical properties were obtained at 3wt.% graphite. According to the results, SPS process decreased the wear rate of Al-3wt.% Gr composite up to 55%, compared to the pure aluminum.
    Keywords: Aluminum, matrix composite, Graphite, liquid phase homogenization, SPS, Wear properties, hardness
  • M. Rahgozar, A. Zakeri *, S.A. Seyed Sadjadi Pages 51-66
    Due to their high hardness, high wear resistance and self-lubricating capability, electroless nickel-boron coatings have attracted much attention in recent years. Many researchers have reported that the surface structure of this coating is cauliflower-like but few others have reported a nodular structure. There are two different models to describe each surface structure. In the present research, using 2-level factorial model, the effect of ethylenediamine, ammonia and stabilizer concentrations on the thickness and surface structure were researched. Investigating the effect of the variables, both cauliflower-like and granular structures were gained which the cauliflower-like structure and granular structure were contributed to lower and higher plating rates respectively after discussion. In addition, in condition of a stable bath and a pore-free coating where the plating rate was high enough to make surface structure granular, increase in thickness led to the coarsening of surface structure. The maximum thickness of 49 μm was attained when ethylenediamine concentration was at its low level (70 mL/L) and ammonia and stabilizer concentrations were at their high levels (46 and 3.33 mL/L respectively). Also minimum thickness of 23 μm was achieved when ethylenediamine, ammonia and stabilizer concentrations were at their high levels (130, 46, 3.33 mL/L respectively).
    Keywords: Electroless Nickel, Boron, morphology, self, lubrication, granular structure, cauliflower, like structure
  • F. Eskandari, M. Atapour*, M.A. Golozar, E. Abedini Pages 67-75
    The wear behavior AISI 304 stainless steel was investigated after Friction Stir Processing (FSP). FSP was carried out using a WC pin less tool at tool rotation of 560 rpm and tool feed of 50 mm/min. Microstructure analysis was conducted by using optical and scanning electron microscopy evaluations. Wear resistance of the FS processed and base metal specimens were compared using pin-on-disk tests. The results demonstrated that FSP homogenized and refined the grain size of 304 stainless steel. A reduction in grain size throughout the stir zone (26±3) compared to that of the base metal (93±3) was achieved through FSP. These results were confirmed by microhardness evaluations. According to the wear results, wear resistance of 304 base material improved significantly (two orders of magnitude) after FSP. This behavior was attributed to the grain refinement obtained by FSP. According to SEM observations, the abrasive wear was the main mechanism of wear after FSP.
    Keywords: Friction Stir processing, AISI 304 stainless steel, wear
  • N. Barati*, F. Golestanifard, S. Rastegari, E. I. Meletis, M. A. Faghihi, Sani Pages 77-85
    To improve mechanical properties of the 7075 Al alloy, alumina-zirconia nanostructured coatings were formed on it through Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) operated in potentiostatic mode. The composite coatings were produced at 450V for 100-300s growth times in a stable electrolyte containing K2ZrF6. Phase evaluation of the layers coated at 200s and higher growth times proved alumina-zirconia layers comprising tetragonal zirconia (t-ZrO2) and  and -Al2O3 phases. Nanostructured alumina-zirconia coatings with 20-40 nm particles size, porous structure and increase in the porosity content by increasing growth times proved by microstructural investigation of the layers. The coating thickness was in the range of 12-19 m. The distribution of Al, Zr and O elements in the cross-section of the coatings was uniform. Significant enhancement in hardness for coated samples was achieved (about 10 times higher than bare samples).
    Keywords: Alumina, Zirconia, Nanostructured coating, Plasma Electrolytic Oxidation
  • M. Tafreshi, S. R. Allah, Karam *, H. Frahangi Pages 87-98
    Zn–Ni alloy coatings were electrodeposited from acidic sulphate bath. In this study effect of plating bath temperature on hardness, morphology, chemical composition of the coating and cathodic current efficiency was investigated. The morphology and chemical composition of the coatings were investigated using Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with EDX analyzer. X-ray diffraction (XRD) technique was used to analyze the structure of the coatings. To investigate the corrosion properties of the coatings, Tafel Polarization experiments and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), were used. Results showed that the amount of nickel in the coating increased by increasing deposition temperature. The amount of nickel had a great effect on structure, morphology and hardness of the coatings. In addition, as deposition temperature increased cathodic current efficiency reduced which in turn led to reduction of hardness. SEM results showed that at low temperatures the structure had fine grains and with increasing temperature, the structure became coarser. Coatings with 14 wt% Ni, had maximum corrosion resistance among all the coatings with different chemical composition. This coating had a  phase hexagonal structure and this was the main reason for the increased corrosion resistance of the coatings.
    Keywords: Zn–Ni alloy, Electrodeposition temperature, Corrosion resistance, Impedance electrochemical
  • R. Asgarian, A. Doost, Mohammadi * Pages 99-110
    In this study, Hardystonite powders were coated on Ti-6Al-4V alloy using electrophoretic deposition (EPD). Hardystonite was made by sol-gel technique. Structure, morphology and elemental analysis of produced Hardystonite were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Cytotoxicity of Hardystonite nanoparticles was investigated (MTT assay). Nano Hardystonite powder was electrophoretically deposited on titanium substrates. The coated samples were observed by SEM. In order to investigate bioactivity, coated substrates were immersed in simulated body fluid (SBF) for 7, 14 and 21 days. Scanning electron microscope (SEM) was used to study structure and morphology of layer before and after immersing in simulated body fluid (SBF). Tafel polarization test was used to evaluate the corrosion and protection properties of coatings. The bioactivity of the coating was confirmed using immersion test. The tafel results showed that the corrosion resistance of substrate increases by Hardystonite coating. The results of MTT assay confirmed the cell compatibility of hardystonite nanoparticles. The obtained results of this research showed that Hardystonite can be coated on Ti substrate using electrophoretic deposition. Also, corrosion behavior and biological properties of Ti substrate is improved and Hardystonite Coating can be used as a novel bioceramic coating.
    Keywords: Hardystonite, Electrophoretic deposition, Corrosion behavior, Ti, 6Al, 4V substrate, Cytotoxicity