نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 8 (بهار 1388)

در این پژوهش ابتدا ریزساختار سوپرآلیاژ اینکولوی 800 در سه حالت مختلف آنیل شده بعد از پیر شدن، آنیل انحلالی بعد از پیر شدن و ریزساختار فولاد HP در حالت ریختگی بررسی گردید. جوش پذیری دو آلیاژ در شرایط مختلف ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که اینکولوی 800 در شرایط پیر شده از جوش پذیری مناسبی برخوردار نبوده و ترکهایی در ناحیه مجاور جوش این آلیاژ مشاهده شد. عملیات حرارتی آنیل انحلالی بر روی سوپرآلیاژ اینکولوی 800 پیر شده باعث انحلال رسوبات تشکیل شده در مرحله پیر شدن و برگشت ساختار میکروسکوپی به حالت اولیه قبل از پیر شدن و لذا باعث بهبود جوش پذیری گردید. برای ارزیابی جوش پذیری از آزمایش وارسترینت1 استفاده شد.

امروزه فلز کبالت عمدتا از طریق فرآیند الکترووینینگ محلول سولفاتی آن تولید می شود. با توجه به رقابت موجود بین رسوب دهی فلز کبالت و تصاعد گاز هیدروژن در کاتد در حین فرآیند احیا در حمام سولفاتی، بررسی مکانیزم رسوب دهی و سینتیک فرآیند از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این پژوهش، مطالعه ای اجمالی بر سینتیک فرآیند الکترووینینگ کبالت و مکانیزم واکنش های درگیر در حین رسوب دهی انجام شده است. نتایج حاکی از آن است که رسوب دهی کبالت از طریق احیای هیدروکسیدها که ترکیبات میانی محسوب می شوند، انجام می گیرد. اثر پارامترهایی نظیر دما و نرخ روبش پتانسیل بر فرآیند الکترووینینگ کبالت با استفاده از روش ولتامتری سیکلی مورد بررسی و پژوهش قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج حاصل از آزمایشات، مقادیر ضریب نفوذ و ثابت سرعت واکنش اندازه گیری و محاسبه شده اند.

در این تحقیق، استخراج مس از کنسانتره مس اکتیو شده معدن میدوک به کمک فروشویی در محلول اسید سولفوریک رقیق مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر فعال سازی مکانیکی بر فرآیند تشویه بررسی شد و نهایتا اثر توام فعال سازی و تشویه بر فروشویی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه هایی از کنسانتره سولفیدی همراه با آهک تحت اتمسفرهای هوا و اکسیژن، در زمانهای مختلف فعال سازی شد. سپس به کمک آنالیز حرارتی (TG-DSC) حداقل دما و زمان لازم برای تشویه ی این نمونه ها به دست آمد. نمونه های فعال سازی شده در دمای 750 درجه سانتی گراد به مدت 20 دقیقه تحت اتمسفرهای آرگون و هوا تشویه شدند. نمونه های تشویه شده تحت اتمسفر هوا و یک نمونه کنسانتره فعال سازی نشده (به عنوان شاهد) در زمانهای مختلف فروشویی شدند. نتایج آنالیز فازی به کمک XRD نشان داد در اثر تشویه نمونه های فعال شده تحت اتمسفر هوا، مقدار قابل توجهی از گوگرد موجود در کنسانتره به CaSو CaSO4 تبدیل می شود. نتایج آنالیز جذب اتمی نشان داد نزدیک به 70 درصد بازیابی مس برای نمونه های تشویه شده تحت اتمسفر هوا در 30 دقیقه نخست از فروشویی صورت می گیرد و افزایش زمان تا 4 ساعت تاثیر کمی بر بازیابی مس دارد. به دلیل نامحلول بودن CaSوCaSO4 در اسید، گوگرد در پسمانده جامد فروشویی باقی ماند. این پسمانده شاملCaS، CaSO4، Fe2O3 و سیلیکاتهای نامحلول کنسانتره می باشد.

مواد مرکب زمینه آهنی تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیم از جمله موادی هستند که در طی دهه های اخیر به دلیل خواص منحصر به فرد مورد توجه فراوان قرار گرفته اند. در این پژوهش اثر تشکیل گرافیت در حین عملیات حرارتی نمونه ها بر روی خواص سایشی نمونه هایی با زمینه آهنی و حاوی 6 درصد حجمی ذرات کاربید تیتانیم در دو حالت ریختگی و عملیات حرارتی شده، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها را از طریق روش ریخته گری گریز از مرکز در قالبهای سرامیکی از نوع زیرکونیایی ریخته و با انجام عملیات حرارتی مناسب این نمونه ها در دمای 980 درجه سانتی گراد، تجزیه سمنتیت به گرافیت صورت گرفت و کامپوزیت Fe-Gr-TiC تشکیل گردید. ارزیابی ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و خواص سایشی با استفاده از آزمون سایش به روش پین بر روی دیسک انجام گردید. نتایج نشان داد که حضور گرافیت در ریزساختار نمونه های عملیات حرارتی شده باعث کاهش ضریب اصطکاک و بهبود کاهش وزن نمونه و دیسک در اثر سایش شد که نشان دهنده نقش گرافیت به عنوان یک عامل خودروانکار جامد در ریزساختار این مواد مرکب می باشد.

پارگی گرم یکی از عیوب متداول در آلیاژهای ریختگی با دامنه انجماد بالا است. در تحقیق حاضر یک معیار جدید تحت عنوان NNC جهت ارزیابی استعداد به پارگی گرم آلیاژهای ریختگی ارائه شده است که تاثیرات همزمان عوامل مکانیکی و متالورژیکی مهم در حین انجماد قطعات را بر بروز پارگی گرم در نظر می گیرد. معیار پیشنهادی با مطالعه تاثیر درصد مس بر استعداد به پارگی گرم آلیاژ آلومینیوم A206 که از آلیاژهای بسیار مستعد به پارگی گرم است، اعتبارسنجی گردید. در تطابق با نتایج تجربی به دست آمده توسط محققان دیگر، معیار NNC پیش بینی نمود که استعداد به پارگی گرم آلیاژ با افزایش درصد مس کاهش می یابد. نتایج نشان داد که در صورت تعیین دقیق پارامترهای مکانیکی و حرارتی مورد نیاز، این معیار می تواند پیش بینی مناسبی از استعداد به پارگی گرم آلیاژهای ریختگی ارائه دهد.

آجرهای نسوز منیزیت - کربنی به علت ویژگی های خاص خود در تحمل گرمایی و عدم ترشوندگی با مذاب فولاد در صنایع فولادسازی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. مشکل اصلی، خوردگی داغ در خط سرباره و نیاز به تعمیر و تعویض آجر نسوز می باشد. در این تحقیق، اثر افزودنی های متفاوت به سرباره کوره پاتیلی جهت جلوگیری یا به حداقل رساندن خوردگی نسوز منیزیت - کربنی مورد توجه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزودن موادی چون ماده معدنی دولومیت، پودر آجر منیزیت کربنی فرسوده (ضایعات)، اکسید منیزیم زینتر شده و تالک به نسبت های مختلف 15% و 30% از هر کدام به سرباره خوردگی کاهش می یابد و بهترین نتایج افزایش مقاومت در برابر سرباره از افزودن ماده معدنی دولومیت حاصل می گردد.

پیرسازی دو مرحله ای، عملیات حرارتی نوینی است که بر روی آلیاژهای گروه 7000 آلومینیوم و به منظور افزایش مقاومت به خوردگی تنشی و حفظ استحکام بالای آنها، به عنوان جایگزین عملیات حرارتی T6 که منجر به افت مقاومت به SCC این آلیاژها می شود، پیشنهاد شده است. این عملیات شامل یک مرحله پیرسازی کوتاه در دمای 200 درجه سانتی گراد پس از کوئنچ، کوئنچ مجدد و سپس پیرسازی به روش معمول در دمای 120 درجه سانتی گراد، به منظور دستیابی به توزیع ریز و پراکنده ذرات فاز ثانویه است. در این تحقیق به بررسی و بهسازی عملیات حرارتی نوین پیرسازی دو مرحله ای آلومینیوم 7075 پرداخته شده است. انجام یک مرحله نورد سرد پیش از بازگشت و نیز یک مرحله پیش از پیرسازی مجدد، باعث افزایش همزمان استحکام تا اندازه نمونه T6و مقاومت به SCC آلیاژ تا نمونه T73 شد. کرنش اولیه منجر به تشکیل بیشتر رسوبات فاز η و کرنش نورد دوم باعث شکست رسوبات روی مرز دانه و افزایش سطح مناطق الکترون ده گردید که هر دو عامل، کاهش انحلال رسوبات را به همراه داشته و در نتیجه باعث افزایش مقاومت به SCC شدند.

در این مقاله اثر وانادیم بر سینتیک تغییر حالت آستنیت در فولادهای میکروآلیاژی کربن متوسط ارزیابی شده است. نمونه هایی از دو نوع فولاد بدون وانادیم و میکرو آلیاژی وانادیم دار تحت سیکل های مختلف آستنیته کردن قرار گرفت و سپس در آب کوئنچ گردید. با انجام سختی سنجی و بررسی های ریزساختاری، سینتیک تغییر حالت آستنیت توسط معادله اورامی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده از این پژوهش بیانگر تاخیر در دگرگونی آستنیتی در فولاد دارای وانادیم در دماهای آستنیته کردن پایین تر از 950 درجه سانتی گراد است. بررسی ها نشان داد، با افزایش دمای آستنیته کردن تا محدوده حرارتی انحلال رسوبات وانادیم، به تدریج از مقاومت در برابر تغییر حالت آستنیت کاسته می گردد.