فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال سی و ششم شماره 1 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/24
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد تقی*، مهدی احمدیان صفحه 1

    در این پژوهش رفتار سایشی کامپوزیت های تجاریWC-10wt%Co یا (H10F) و WC-40vol%Coو کامپوزیت های WC-40vol%FeAl-B با مقادیر مختلف بور از صفر تا ppm1000 در دمای بالا به روش پین روی دیسک بررسی شده است. آزمون های سایش تحت بار 40 نیوتن و طی مسافت 100 متر و در سه دمای محیط، 200 C و 300 C انجام شدند. سطوح سایش به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقاومت به سایش همه کامپوزیت ها با افزایش دمای آزمون، کاهش می یابد. کامپوزیت WC-40vol%FeAl عاری از بور کم ترین مقاومت به سایش را در همه دماها نشان می دهد. با حضور بور تا ppm 500 در زمینه آلومیناید آهن، مقاومت سایش دما بالای این کامپوزیت ها بهبود می یابد و مکانیزم سایش از جدایش ذره به خراشان تغییر پیدا می کند. بور با افزایش میزان چقرمگی این کامپوزیت ها و افزایش شکل پذیری آلومیناید آهن منجر به بهبود پیوند فصل مشترک زمینه FeAl و ذرات کاربید تنگستن و بنابراین افزایش مقاومت سایشی این کامپوزیت ها می شود. کامپوزیتWC-40vol%FeAl-500ppmB مقاومت به سایش در دمای بالای بیش تری نسبت به WC-40vol%Co و WC-10wt%Co تجاری دارد.

  • سید سلیمان سید افقهی، مجتبی جعفریان * صفحه 13
    در این پژوهش تاثیر نسبت مولی آهن/باریم بر ترکیب فازی، دمای سنتز، ریزساختار و خواص مغناطیسی هگزافریت باریم تهیه شده به روش فعال سازی مکانیکی بررسی شد. به منظور سنتز این ترکیب از نسبت های مولی آهن/باریم 12 و 6 استفاده شد. تاثیر نسبت مولی آهن/باریم، زمان آسیاکاری و دمای عملیات حرارتی در تعیین شرایط بهینه جهت تولید این ترکیب مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی های فازی، موفولوژی و خواص مغناطیسی محصول نهایی به ترتیب از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM) استفاده شد. طبق نتایج نسبت مولی آهن/باریم بهینه برابر 6، زمان 10 ساعت آسیاکاری و دمای °C 800 به عنوان شرایط بهینه جهت تولید این ترکیب به صورت تک فاز بدست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده ذراتی با مورفولوژی هگزاگونال و تقریبا کروی به ترتیب برای نمونه های تهیه شده با نسبت های مولی آهن/باریم برابر 12 و 6 بود. همچنین طبق بررسی های مغناطیسی بیشترین مقدار مغناطش اشباع (emu/g 48/56) و نیروی وادارندگی (Oe 2/5247) برای نمونه سنتز شده با نسبت مولی آهن/باریم 6 حاصل شد.
    کلیدواژگان: هگزافریت باریم، فعال سازی مکانیکی، نسبت مولی آهن - باریم، خواص مغناطیسی
  • وو*، ام را، غلامحسین برهانی صفحه 23
    هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر ذرات تقویت کننده ی سه جزئی Al2O3-TiB2/Fe بر خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه آلومینیم می باشد. در این راستا ذرات تقویت کننده ی مورد بررسی با انجام واکنش های مربوطه طی فرایند آسیا ب کاری و عملیات حرارتی تهیه شد. در ادامه درصدهای مختلف ذرات (1.25، 2.5 و 5 درصد حجمی) به همراه پودر آلومینیم خالص به مدت زمان 10 ساعت آسیاب کاری گردید و سپس اکستروژن گرم شد. بررسی های ساختاری، فازی و مکانیکی نمونه های حاصل توسط پراش سنج پرتوایکس، میکروسکپ الکترونی روبشی و آزمون کشش انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که رسوبات غنی از آهن در ذرات تقویت کننده ی کامپوزیتی بخش سرامیکی ذرات را به زمینه فلزی متصل نموده و نقش موثری در بهبود انعطاف پذیری آن ها دارد. بهینه درصد ذرات تقویت کننده ی مورد بحث برای استحکام بخشی آلومینیم 5/2 درصد حجمی تشخیص داده شد. استحکام و درصد ازدیاد طول حاصل از این نمونه ی کامپوزیتی به ترتیب 500 مگاپاسکال و 6 درصد تعیین شد.
    کلیدواژگان: تقویت کننده فلزی، سرامیکی، آسیاکاری، پرس گرم، کامپوزیت
  • محمد ایل بیگی*، علیرضا فضلعلی، مهدی کزازی، امیرحسین محمدی صفحه 37
    در این تحقیق غشای شیشه-سرامیک جدید با ساختار نوع NASICON و فرمول کلی (Li1+x+yAlxCryGe2-x-y(PO4)3، x+y=0/5) با روش سرد سازی سریع شیشه مذاب و تبدیل به شیشه-سرامیک از طریق عملیات حرارتی، سنتز شده است و اثر اضافه نمودن غلظت های متفاوتی از عناصر آلومینیوم و کروم به ساختار LiGe2(PO4)3 جهت بهبود هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. جایگزینی جزیی یون های Ge4+ موجود در ساختار NASICON با یون های Al3+ و Cr3+ منجر به القای مقادیر بیشتری از یون های Li+ در سایت های خالی A2 جهت موازنه بار و همچنین تغییر در پارامترهای شبکه کریستال می شود. این دو عامل باعث افزایش هدایت یونی شیشه-سرامیک سنتز شده، گردید. مشخصه یابی و بررسی ساختارهای آمورف و کریستاله در این تحقیق باروش های پراش اشعه ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و طیف سنجی امپدانس مختلط (CIS) انجام گرفت. بیشترین هدایت یونی برابر با 8/82Í10-3 S/cm برای نمونه با x=0/4 و y=0/1، (Li1/5Al0/4Cr0/1Ge1/5(PO4)3) که در دمای oC 850 برای مدت 8 ساعت کریستاله گردید، حاصل شد. این نمونه همچنین کمترین انرژی اکتیواسیون معادل با eV 267/0 را از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: الکترولیت جامد، شیشه - سرامیک نوع ناسیکون، غشای هادی یون لیتیوم، باتری لیتیوم - اکسیژن، باتری یون - لیتیوم تمام جامد
  • سید رحمان حسینی *، مهدی براتی، اسماعیل مقصودی صفحه 53
    هدف از این تحقیق، محاسبه و تعیین توزیع دما در فرایند گرمایش خطی با منبع اکسی گازی جهت کاربرد در ورق های فولادی است. برای محاسبه توزیع دما، از روش تحلیلی به وسیله حل معادلات ریاضی استفاده شد. توزیع دما در روش عددی به کمک نرم افزار «متلب» مدل سازی شد. جهت انجام فرایندها از دستگاه گرمایش خطی CNC و برای اندازه گیری دما از دوربین گرمانگار ITI استفاده شد. اثر فاصله مشعل، دبی گاز و سرعت مشعل بر توزیع دما در سطح بالایی و زیرین ورق بررسی شد. تغییرات توزیع دما در سرعت های حرکت مشعل 120، 200 و 300 میلی متر بر دقیقه، دبی های 10، 9 و 8 لیتر بر دقیقه و در فاصله های مشعل 30، 40 و 50 میلی متر به دست آمد. در سرعت های مشعل 120، 200 و 300 میلی متر بر دقیقه؛ دمای بیشنه محاسبه شده به ترتیب 900 ، 810 و 720 کلوین و دمای بیشینه اندازه گیری شده 885، 785 و 690 کلوین به دست آمد. دمای بیشینه محاسبه شده در دبی های 10، 9 و 8 لیتر بر دقیقه به ترتیب 900، 810 و 750 کلوین و دمای اندازه گیری شده 885، 795 و 740 کلوین حاصل شد. در فاصله های مشعل 30، 40 و 50 میلی متری؛ بیشینه دمای محاسبه شده به ترتیب 900، 880 و 810 کلوین و دمای اندازه گیری شده 885، 840 و 790 کلوین به دست آمد.
    کلیدواژگان: گرمایش خطی، مدل سازی عددی، توزیع دما، شکل دهی حرارتی
  • سمیرا صفی*، غلامحسین اکبری صفحه 71
    در تحقیق حاضر ابتدا محلول جامد مس- 1درصد آلومینیوم با آلیاژسازی مکانیکی و 48 ساعت آسیاکاری آماده شد. سپس مقدار مناسبی پودر اکسید مس به محلول جامد مس-1% آلومینیوم اضافه شد و در زمان های 0، 16، 32 و48 ساعت مورد آسیاکاری قرار گرفت. مخلوط پودری آسیا شده با تکنیک های XRD و SEM مورد بررسی قرار گرفت؛ پارامتر شبکه مس با افزایش زمان آسیا کاری ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. روند کرنش کاملا افزایشی و روند اندازه کریستال کاملا کاهشی بود. اندازه ذرات روند کاملا کاهشی نشان داد. میکروسختی نمونه ها با افزایش دمای عملیات حرارتی روند کاهشی- افزایشی نشان داد. مجموعه این نتایج دلیلی بر تشکیل نانو ذرات آلومینا در زمینه مس است.
    کلیدواژگان: محلول جامد، مس - آلومینیوم، آلیاژسازی مکانیکی، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی رویشی، میکرو سختی، آلومینا
  • محمد اسدرخت، علیرضا ذاکری * صفحه 87
    سمانتاسیون مس از محلول سولفاتی به وسیله ی پودر آلومینیوم با وجود تمایل ترمودینامیکی بالا، به علت وجود لایه غیرفعال اکسیدی در سطح آلومینیوم از سرعت نسبتا کندی برخوردار است. مطالعات پیشین بر تاثیر مثبت حضور مقادیر اندک یون کلرید در کاهش این مشکل تاکید داشته است. در این مقاله تاثیر شرایط گلوله زنی هم زمان بر سینتیک این فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های سمانتاسیون با به کارگیری آسیای سیاره ای در یک جام پلی آمید حاوی گلوله های آلومینایی به انجام رسید. متغیرهای آزمایش عبارت بودند از تعداد گلوله (0 و 4)، دما (°C 55-25) و زمان (s 240-0). تمام آزمایش ها در شرایط ثابت غلظت یون مس g/L 6، غلظت یون کلرید mg.L-1 75، سرعت گردش آسیا rpm 160، میانگین اندازه ذرات آلومینیوم μm 279 و غلظت یون هیدروژن برابر mol.L-1 3-10×94/1 انجام شدند. در این کار معلوم شد که با انجام گلوله زنی، مرحله انگیزش فرآیند سمانتاسیون به کمتر از s 120 کاهش می یابد. محاسبه ثابت سرعت ظاهری سمانتاسیون در شرایط گلوله زنی نشان از تاثیر مثبت گلوله زنی هم زمان روی سینتیک فرآیند مورد بررسی دارد. همچنین انرژی فعال سازی برای دوره انگیزش و دوره اصلی واکنش، به ترتیب 86 وkJ.mol-1 26 به دست آمد و این کاهش چشم گیر انرژی فعال سازی، به تغییر مکانیسم فرآیند از کنترل شیمیایی به انتقال جرم نسبت داده شد.
    کلیدواژگان: سمانتاسیون مس، پودر آلومینیوم، آسیای گلوله ای، انرژی فعال سازی
  • سید محمد اهل سرمدی*، مرتضی شمعانیان، حسین ادریس، مسعود عطاپور، امیر بهجت صفحه 97
    فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی به دسته ای از فولادهای زنگ نزن دو فازی گفته می شود که عدد PREN آن بالاتر از 40 باشد. فولاد UNS S32750 یکی از معروف ترین فولادهای زنگ نزن سوپر دو فازی می باشد، که به علت خواص مطلوب استحکام و خوردگی در صنایع پالایشگاهی همچون نفت و گاز کاربرد عمده ای پیدا کرده است. با توجه به کاربرد این فولاد اتصال دائم آن ها به روش جوشکاری اهمیت بالایی می یابد و مشکل عمده در این رابطه افت خواص مکانیکی و خوردگی پس از جوشکاری می باشد. در این تحقیق جوشکاری فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS S32750 با روش اصطکاکی اغتشاشی انجام شده است. ابزار مورد استفاده در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی کاربید تنگستن رنیوم دار با قطر شانه 16 میلی متر و قطر بزرگ پین 5 میلی متر به ارتفاع 9/1 میلی متر می باشد. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتوی ایکس نشان داد فازهای مضر نظیر سیگما و چی به علت کنترل حرارت ورودی تشکیل نشده اند. بررسی های ریزساختاری مشخص کرد اندازه ی دانه ها در منطقه اغتشاش نمونه های جوشکاری شده کاهش یافته است. آزمون ریز سختی بر روی نمونه های جوشکاری شده به روش ویکرز انجام پذیرفت. متوسط سختی فلز پایه در حدود 285 ویکرز بدست آمد. آزمون ریز سختی مشخص کرد که در منطقه اغتشاش به دلیل کاهش اندازه دانه سختی تا حدود 360 ویکرز افزایش یافته است. آزمون پلاریزاسیون سیکلی در مورد نمونه های اتصال یافته به روش اصطکاکی اغتشاشی نشان داد که پتانسیل و جریان خوردگی مشابه با فلز پایه می باشد. همچنین مشاهده شد در اثر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی درصد فریت در مقطع جوش به دلیل پایین بودن حرارت ورودی و بالا بودن سرعت سرد شدن تغییر قابل ملاحظه ای نشان نداده است.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، ریز ساختار، خواص مکانیکی
  • افشین امیری مقدم*، مهدی کلانتری صفحه 121
    هدف از این تحقیق بدست آوردن پودر کامپوزیت WC-Co از اکسیدهای فلزی WO3 و Co3O4 به روش درجا و احیای کربوترمیک است که از کربن فعال به عنوان عامل احیا کننده استفاده شده است. در این مطالعه پودر اکسیدهای فلزی کبالت و تنگستن به همراه 17 درصد کربن (30 درصد اضافه بر مقدار استوکیومتری) در یک آسیای گلوله ای ماهواره ای، با گاز محافظ آرگون به مدت 20 ساعت مورد مخلوط سازی قرار گرفتند. نتایج DTA و TGA بر روی نمونه ی مخلوط پودری نشان می دهد که در دمای 1050 درجه ی سانتیگراد اکسیدها بطور کامل احیا شده و کاربید تنگستن و کبالت شکل می گیرند. نمونه های فشرده شده مورد عملیات احیای کربوترمیک در دمای 1050 درجه ی سانتیگراد و به مدت زمان مختلف 1، 2 و 4 ساعت تحت لایه ی پوششی محافظ از مخلوط پودر کربن + آلومینا با نسبت 1 به 1 قرار گرفتند. طبق نتایج مطالعات پراش پرتوی ایکس، بهترین زمان نگهداری در کوره 4 ساعت است که در این شرایط واکنش های احیا و کربنیزه شدن تنگستن کامل می شود. ارزیابی نمونه-های احیا شده در سه شرایط لایه ی محافظ مخلوط پودری آلومینا + کربن، لایه ی محافظ فویل نسوز فولادی و اتمسفر آرگون، نشان دهنده ی وجود اکسیدهای احیا نشده و فازهای اضافی در اتمسفر آرگون و لایه ی محافظ فویل نسوز در مقایسه با لایه ی محافظ مخلوط آلومینا + کربن می باشد. نتایج اندازه گیری خواص فیزیکی و مکانیکی بر روی نمونه کامپوزیت زینتر شده در شرایط حرارت دهی با سرعتC/min5 تا دمای C 1500 و زمان نگهداری 2 ساعت تحت لایه ی محافظ آلومینا + کربن نشان دهنده کسب خواص(80 درصد= چگالی و 15/67GPa=سختی ، چقرمگی برابر GPam^1/2 8/1) که قابل مقایسه با روش های پیشرفته و در عین حال پر هزینه می باشد.
    کلیدواژگان: احیای کربوترمیک درجا، سرمت WC، Co، پراش پرتو ایکس، آزمون حرارتی افتراقی، آزمون توزین حرارتی، خواص فیزیکی و مکانیکی
  • محسن بزرگمهر، مجید حسین زاده*، مجید عسگری صفحه 131
    آلیاژهای آمورف پایه کبالت جهت کاربردهای مختلفی شامل استفاده در صنایع الکترونیک و حسگرها و حافظه های مغناطیسی با توجه به خواص مغناطیسی ویژه ی خود شامل مغناطوتنگش نزدیک به صفر، نفوذ پذیری مغناطیسی و مغناطش اشباع بالا مورد توجه بسیاری از محققان برای انجام تحقیقات بنیادی هستند. هدف از انجام این پژوهش ساخت و بررسی خواص مغناطیسی آلیاژ آمورف پایه کبالت با استفاده از فرایند ذوب ریسی مذاب و آلیاژسازی مکانیکی است. آلیاژ تولیدی به هر دو روش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، دستگاه پراش سنج پرتو ایکس و دستگاه مغناطوسنج ارتعاشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ترکیب تولید شده به روش ذوب ریسی با دیسک مبرد دارای خواص نرم مغناطیسی مناسب تری می باشد.
    کلیدواژگان: مغناطیس نرم، آلیاژهای آمورف، ذوب ریسی مذاب، خواص مغناطیسی، آلیاژ سازی مکانیکی
|
  • M. Mottaghi*, M. Ahmadian Page 1

    In this research¡ the wear behavior of commercial grades of WC-10wt%Co (H10F)¡ WC-40vol%Co and WC40vol%FeAl-B composites with different amounts of boron from zero to 1000 ppm has been investigated by the pin on disk test method at high temperature. The wear tests were done under load of 40 N¡ a distance of 100 m and at ambient temperature¡ 200
    ̊ C and 300
    ̊ C. Wear surfaces were examined by scanning electron microscopy. The results showed that the wear resistance of all composites decreased with increasing temperature. The boron free WC-40vol%FeAl composite showed the lowest wear resistance at all ranges of temperature. In the presence of boron up to 500 ppm in iron-aluminide matrix¡ the high temperature wear resistance of these composites improves and the wear mechanisms changes from particle pullout into abrasive state. The toughness enhancement of these composites and plasticity enhancement of iron aluminide in the presence of boron¡ leads to better link of the interface of FeAl matrix and tungsten carbide particles¡ and thus increases the wear resistance of these composites. WC-40vol% FeAl-500ppmB composite has a higher wear resistance at high temperature than WC-40vol% Co and commercial WC-10wt% Co.

    Keywords: High temperature wear, WC base composites, Cemented carbides, WC, FeAl, B, Co
  • S. S. Seyyed Afghahi, M. Jafarian * Page 13
    In this study¡ the effect of Fe/Ba molar ratio was investigated on the phase composition¡ synthesis temperature¡ microstructure and magnetic properties of barium hexaferrite prepared via mechanical activation. In order to synthesize this compound¡ Fe/Ba molar ratios of 12 and 6 were used. The effect of Fe/Ba mo lar ratio¡ milling time and heat treatment temperature for achieving the optimal conditions in producing this compound was studied. In order to study the phase¡ morphology and magnetic properties of the final product¡ X-ray Diffraction (XRD)¡ Scanning Electron Microscopy (SEM) and Vibrating Sample Magnetometer (VSM) were used respectively. According to the results¡ Fe/Ba molar ratio of 6¡ 10 h milling time and temperature of 800 °C were found to be the optimal conditions for producing this compound in a single phase. Scanning electron microscopy images show the hexagonal morphology and almost spherical particles respectively for samples prepared with Fe/Ba molar ratio equal to 12 and 6. Moreover¡ according to the magnetic studies¡ the maximum amount of saturation magnetization (56.48 emu/g) and the coercivity force (5247.2 Oe) were obtained for the sample synthesized with Fe/Ba molar ratio of 6 .
    Keywords: Barium hexaferrite, Mechanical activation, Fe, Ba molar ratio, Magnetic properties
  • M. Tavoosi*, S. Rizaneh, G. H. Borhani Page 23
    Investigating the effect of Al 2 O 3 -TiB 2 /Fe complex reinforcement (CCMR) on the mechanical properties of aluminum composites was the goal of this study. For this purpose¡ the Al 2 O 3 -TiB 2 /Fe reinforcement powders were synthesized during milling and subsequent annealing. Different volume percentages of the produced reinforcement powders (1.25¡ 2.5 and 5 vol.%) were added to aluminum matrix¡ milled for 10 h and then hot extruded. The structural phasic and mechanical investigations of the specimens were carried out using X-ray diffraction¡ scanning electron microscopy and tensile test. The results showed that the metallic component (Fe rich phase) in this new type of reinforcement stuck the ceramic parts (Al2O3TiB2) to aluminium matrix¡ and has an importance role in the flexibility of the product. The best volume percentage of CCMR in aluminium matrix was about 2.5%. This nanocomposite had a combination of strength and ductility of about 500 MPa and 6%¡ respectively.
    Keywords: Ceramic, Metal Reinforcements, Milling, Hot extrusion, Composite
  • M. Illbeigi *, A. R. Fazlali, M. Kazazi, A. H. Mohammadi Page 37
    In this research¡ new lithium ion conductor glass-ceramics with NASICON-type structure (Li1쟬肗Ⴋ졧x-y (PO4)3¡ x=0.5) were synthesized using melt-quenching method and converted to glass-ceramics through heat treatment. Influence of addition of different concentrations of aluminum and chromium in LiGe2(PO4)3 glass-ceramic was investigated for ionic conduction improvement. Substitution of Ge4 ions in NASICON structure by Al3 and Cr3 ions induced more Li ions in A2 vacant sites to obtain charge balance and also changed the unit cell parameters. These two factors led to ionic conductivity improvement of synthesized glass-ceramics. The glass-ceramics were characterized and the amorth structures were investigated by X-ray Diffraction (XRD)¡ Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM)¡ Energy-Dispersive X-ray spectroscopy (EDX)¡ Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Complex Impedance Spectroscopy (CIS). The highest lithium ion conductivity of 8.82×10-3 S/cm was obtained for x=0.4 and y=0.1 (Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO4)3) crystallized at 850 oC for 8 h with minimum activation energy of 0.267 eV.
    Keywords: Solid electrolyte, NASICON, type glass, ceramic, Lithium ion conductor, Lithium, air battery, All, solid, state battery
  • S. R. Hosseini*, M. Barati, E. Maghsoudi Page 53
    The aim of the present research is calculation and determination of the temperature distribution in the oxy-gas source line heating process for application in the steel plates. Analytical method was used to calculate the temperature distribution by solving mathematical equations. The temperature distribution was determined with numerical method using MATLAB software. A computerized numerical control line heating apparatus was used for carrying out the processes. ITI thermograph camera was used to measure the temperature.
    The effect of torch distance¡ gas flow and torch speed on the temperature distribution at the upper and lower surfaces of plate were evaluated. The changes of temperature distribution were achieved at torch speeds of 120¡ 200 and 300 mm/min¡ gas flow of 10¡ 9 and 8 lit/min and torch distances of 30¡ 40 and 50 mm. Calculated and measured maximum temperatures reached to 900¡ 810 and 720 K¡ and 885¡ 785¡ 690 K¡ at torch speeds of 120¡ 200¡ 300 mm/min¡ respectively. The calculated and measured maximum temperatures at gas flow of 10¡ 9¡ 8 lit/min are attained to be 900¡ 810 and 750 K¡ and 885¡ 795 and 740 K¡ respectively. Maximum calculated and measured temperatures at torch distance of 30¡ 40 and 50 mm are accomplished to be 900¡ 880 and 810 K and 885¡ 840 and 790 K¡ respectively.
    Keywords: Line heating, Numerical modeling, Temperature distribution, Thermal forming
  • S. Safi*, G. H. Akbari Page 71
    Strengthening of copper matrix by dispersion of metallic oxides particles as an efficient way to increase strength without losing thermal and electrical conductivities has been recognized for many years. Such a composite can withstand high temperatures and keep its properties. Such copper alloys have many applications especially in high temperature including resistance welding electrodes¡ electrical motors and switches. In the present work¡ at first¡ the Cu-1%Al solid solution was prepared by the mechanical alloying process via 48 hours of milling. Subsequently¡ 0.66 gr of copper oxide was added to Cu-1%Al solid solution and mechanically milled for different milling times of 0¡16¡ 32¡ 48 hours. The milled powder mixtures were investigated by X-Ray Diffraction and scanning electron microscopy techniques. The lattice parameter of Cu increased at first¡ but then decreased at longer milling times. The internal strain increased and the average Cu crystal size decreased during milling process.The particle size decreased during the whole process. With increasing annealing temprature from 450°C to 750°C¡ the microhardness values of samples decreased at the beginning but then increased. From these results¡ it can be concluded that nanosize aluminaparticles are formed in the copper matrix.
    Keywords: Solid solution, Cu, Al, Mechanical alloying, X-ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy (SEM), Microhardness, Alumina
  • M. Asadrokht, A. R. Zakeri* Page 87
    Despite a great thermodynamic driving force¡ copper cementation by aluminum from sulfate solutions involves a relatively slow kinetics due to the presence of the passive oxide film on the surface of aluminum. The previous studies have confirmed the positive effect of the presence of small amounts of chloride ion on reducing the scale of this problem. In this paper¡ the effect of concurrent ball milling on the kinetics of this process has been investigated. The cementation experiments were carried out in a polyamide jar with alumina balls inside by planetary ball milling. The studied parameters were ball number (0¡ 4)¡ temperature (25-55 °C) and time (0-240 s). All experiments were conducted at constant condition of [Cu2] = 6 g/L¡ [Cl−] = 75 mg/L¡ rotation speed of 160 rpm¡ average aluminum particle size of 279 µm and [H] = 1.94×10-3. The results showed that concurrent ball milling reduces the induction period of the cementation process to less than 120 s. The apparent rate constant of cementation showed the positive influence of simultaneous milling on the kinetics of the studied cementation process. Moreover¡ activation energies of the induction and main periods were calculated to be respectively 86 and 26 kJ.mol-1¡ indicating the shift of the reaction mechanism from chemical control to mass transfer control.
    Keywords: Copper cementation, Aluminum powder, Ball milling, Activation energy
  • M. Ahl Sarmadi *, M. Shamanian, H. Edris, M. Atapour, A. Behjat, M. Mohtadi Bonab, J. Szpunar Page 97
    Super duplex stainless steel is a kind of duplex stainless steel that has pitting resistant equivalent number over than 40. Unified Numbering System (UNS) S32750 is a common super duplex stainless stee¡ that is mostly applied in oil and gas refinery industries¡ because of its proper corrosion-resistant properties . Therefore¡ joining of these steels by welding is very important¡ but the greatest problem in this regard is the corrosion and decrease in mechanical properties after welding.. In this research¡ UNS S32750has been joined by friction stir welding method. The tool being used in this research was a WC with 16mm shoulder diameter¡ 5 mm pin diameter¡ and 1.9 mm height. X-ray diffraction showed that harmful phases¡ such as sigma or chi have not been formed. Microstructure study indicated that grain size in the stir zone has decreased. Vickers Hardness Test Method has been applied on welded samples. Moderate microhardness of base metal was 285 Vickers but¡ the microhardness increased in the stir zone to 360 Vickers¡ because of decreasing the grain size. The cyclic polarization determined that potential and corrosion current of joint metal by friction stir welding method was similar to base metal. Also¡ it was revealed that ferrite percentage in the stir zone doesn''t decrease very much because the friction stir welding heat input is very low and the colding rate is very high.
    Keywords: Super duplex stainless steel, Friction stir welding, Microstructure, Mechanical properties
  • A. Amiri Moghaddam*, M. Kalantar Page 121
    The aim of this investigation is obtaining WC-Co composite powder from WO3 and Co3O4 by in-situ and carbothermic reduction method using activated carbon as a reducing agent. In this study¡ cobalt and tungsten oxide powders with 17% carbon (30% more than stoichiometric value) were mixed by ball-milling under atmosphere of argon for 20 hours. Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermal Gravimetric Analysis (TGA) results on powder mixture show complete reducing of oxides at 1050  C and forming cobalt carbide and tungsten carbide. Compact samples underwent carbothermic reduction at 1050  C for different times of 1¡ 2 and 4 hours with protective layer of alumina and carbon powder mixture with ratio of 1:1. Based on X-Ray Diffraction (XRD) analyses¡ the best holding time in furnace is 4 hours¡ in which tungsten reduction and carbonization is completed. XRD evaluation of reduced compacted samples in three conditions of atmosphere protective layer of alumina and carbon powder mixture with ratio of 1:1¡ protective foil of refractory steel and argon¡ shows that unreduced oxides and extra phases are present in argon atmosphere and protective foil of steel but not in alumina and carbon mixture layer. The measurement results of physical and mechanical properties on the sintered composite sample in heating rate of 5  C /min to temperature 1500  C and the holding time of 2 hours under a shielding layer of alumina and carbon shows obtaining the optimal properties (Pr=80%¡ KIC=8.1 MPa ¡ MHV=15.67GPa) comparable to that of advanced and costly methods.
    Keywords: In, situ carbothermic reduction, WC, Co cermet, X-ray Diffraction, Differential Thermal Analysis, Thermal Gravimetric Analysis, phase analyze, Mechanical, physical properties
  • M. Bozorgmehr, M. Hosseinzadeh*, M. Askari Page 131
    Cobalt-based amorphous alloys attracted the attention of many researchers to carry out fundamental research for their application in electronics¡ sensors and magnetic memory due to their special magnetic properties including close to zero Magnetostriction¡ magnetic permeability and high saturation magnetization. The purpose of this study is the formation and evaluation of microstructure and magnetic properties of cobalt-based amorphous alloy produced by melt spinning and mechanical alloying. The final compositions produced by both methods were studied by scanning electron microscopy¡ X-ray diffraction and vibrating magnetoresistance. The results showed that compound produced by chill block melt spinning has a better magnetic properties .
    Keywords: Soft magnetic, Amorphous alloys, Melt spinning, Magnetic properties, Mechanical alloying