فهرست مطالب

  • سال سی و ششم شماره 2 (تابستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/06/30
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محسن حاجی زمانی، مصطفی علیزاده، سید احمد جنابعلی جهرمی، علی علیزاده صفحات 1-13
    پودر کامپوزیتی نانوساختار Al-Zn-Mg/3wt.% Al2O3 از طریق آلیاژسازی مکانیکی تولید شد. ابتدا، اجزای میکرومتری زمینه آلیاژ 7014 برای 20 ساعت در یک آسیای سیاره ای آسیا شده و سپس سه درصد وزنی ذرات میکرومتری آلومینا به زمینه افزوده شده و پودر کامپوزیتی نانوساختار در زمان های مختلف آسیا کاری برای بررسی اثر زمان آسیا کاری بر مشخصات پودر تولید شده نظیر مورفولوژی، اندازه کریستالیت، کرنش شبکه و میکروسختی تولید شد. نتایج مشخصه یابی نشان داد تولید پودر نانوساختار کامپوزیتی با مقدار کمی تقویت کننده میکرومتری علاوه بر زمینه پیش آسیا شده ممکن است. همچنین، تولید پودری با کمینه اندازه کریستالیت 24 نانومتر و کمینه اندازه ذرات 5 میکرومتر تایید گردید. علاوه بر این، حالت پایا پس از حدود 20 ساعت آسیا کاری رخ داد و آسیا کاری بیشتر بر مشخصات پودر به جز اندازه کریستالیت، کرنش شبکه و میکروسختی اثرگذار نبود. همچنین، نشان داده شد که با افزایش زمان آسیا کاری، قابلیت تف جوشی به دلیل کاهش اندازه ذرات افزایش یافت. اما پس از حالت پایا قابلیت تف جوشی تغییر نکرد.
    کلیدواژگان: آلیاژسازی مکانیکی، زمینه پیش آسیاب شده، پودر نانوساختار، قابلیت تف جوشی
  • معاد سلطانی، بهزاد نیرومند، مرتضی شمعانیان صفحات 15-32
    در این تحقیق به بهینه سازی کامپوزیت سازی سطحی آلیاژ منیزیم AZ31B با نانولوله های کربنی به کمک روش فرایند اصطکاکی- اغتشاشی پرداخته شد. بدین منظور پارامترهای موثر در فرایند شامل سرعت پیشروی، سرعت چرخش، درصد وزنی نانولوله های کربنی و تعداد پاس جوشکاری با روش طراحی آزمایش پاسخ سطح بررسی شد. جهت مشخصه یابی نمونه ها از آزمون های میکروسختی سنجی، کشش، پانچ برشی و سایش خشک پین برروی دیسک استفاده شد. نتایج مدل سازی برروی دو پاسخ سختی و کاهش وزن ناحیه جوش نشان می دهد که در سرعت پیشروی 24 میلی متر بر دقیقه، سرعت چرخش 660 دور بر دقیقه، چهار درصد وزنی نانولوله کربنی و سه پاس جوشکاری، شرایط بهینه قابل دستیابی است. همچنین شکست نگاری سطوح کشش و برش حکایت از توزیع همگن نانولوله های کربنی در زمینه و افزایش خواص کششی و برشی داشت.
    کلیدواژگان: منیزیم، نانولوله های کربنی، فرایند اصطکاکی-اغتشاشی، نانوکامپوزیت، طراحی آزمایش
  • مسعود پورکبیریان، حسین مستعان، مهدی رفیعی صفحات 33-46
    در این پژوهش، اتصال غیر مشابه فولاد کم آلیاژ 4130 به فولاد زنگ نزن آستنیتی L316 به روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز مورد بررسی قرار گرفت. از دو فلز پرکننده ERNiCr-3 و فولاد زنگ نزن ER309L به این منظور استفاده شد. پس از جوشکاری، ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلز جوش، مناطق متاثر از حرارت و فصل مشترک ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال از آزمون های ضربه و کشش استفاده شد. مشاهدات انجام شده توسط SEM نشان داد که در آزمون ضربه، شکست نمونه ها به صورت نرم می باشد. در آزمون کشش نمونه جوش داده شده با سیم جوش ER309L از فولاد پایه L 316 دچار شکست شد، اما نمونه جوش داده شده با سیم جوش ERNiCr-3 از محل جوش دچار شکست شد. بررسی ها نشان دهنده وجود ساختار دندریتی در فلزات جوش پایه نیکلی بود. ریزساختار فلز پرکننده فولاد ER309L به صورت سلولی- دندریتی بوده و به دلیل وجود فاز فریت دلتا در نواحی بین دندریتی آستنیت زمینه، هیچ گونه ترکی در این اتصال مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: اتصال غیر مشابه، جوشکاری GTAW، فولاد زنگ نزن آستنیتی 316، فولاد کم آلیاژ 4130، اینکونل 82، خواص مکانیکی
  • سمیه اعلم الهدی، سید محمد میرکاظمی، طاهره شاهجویی، نیلوفر بنویدی صفحات 47-54
    در این پژوهش نانوذرات نیکل فریت به روش سل –ژل خوداحتراقی سنتز شدند و تاثیر دمای کلسیناسیون بر تشکیل فازها، خواص مغناطیسی و ریزساختار نانوذرات نیکل فریت سنتز شده با استفاده از پراش پرتو ایکس، مغناطومتر نمونه ارتعاشی و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. همچنین برروی نتایج پراش پرتو ایکس آنالیز کمی صورت گرفت. بررسی های ریزساختاری و محاسبه اندازه بلورک ها تشکیل نانوذرات را نشان داد. الگوهای پراش پرتو ایکس نشان داد که محصول احتراق شامل نیکل فریت، هماتیت، NiO، FeNi3 است. با انجام کلسیناسیون، FeNi3 حذف شد و مقدار NiO و هماتیت با تغییر دمای کلسیناسیون تغییر کرد. مغناطش اشباع با کلسیناسیون در دمای 600 درجه سانتی گراد از emu/g37 به emu/g30 کاهش یافت که به دلیل تجزیه فاز مغناطیسی FeNi3 و افزایش مقدار فاز آنتی فرومغناطیسی هماتیت است. میدان پسماندزدا نیز افزایش پیدا کرد که می تواند به دلیل افزایش نسبی مقدار فاز نیکل فریت و حذف فاز FeNi3 باشد. مقدار مغناطش اشباع در نمونه کلسینه شده در دمای 1000 درجه سانتی گراد به دلیل واکنش بین هماتیت و اکسید نیکل و افزایش درصد نیکل فریت به مقدار emu/g43 افزایش یافت و نیروی پسماندزدای مغناطیسی تا Oe127 کاهش یافت که می تواند به دلیل افزایش اندازه ذرات و ایجاد ذرات مغناطیسی چند سامان باشد.
    کلیدواژگان: فریت نیکل، سل، ژل خود احتراقی، خواص مغناطیسی
  • خدیجه فرجام حاجی آقا، علیرضا اکبری، رقیه محمدزاده صفحات 55-66
    در این تحقیق سینتیک رشد لایه آستنیت در سطح فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo حین عملیات نیتروژن دهی محلولی و تاثیر افزودن نیتروژن برروی ریزساختار و سختی فولاد مورد مطالعه قرار گرفته است. تسمه هایی به ضخامت 2 میلی متر از این فولاد در دمای 1200 درجه سانتی گراد تحت اتمسفر گاز نیتروژن با فشار25/0 مگاپاسکال به مدت زمان های 2، 3، 6، 9 و 12 ساعت نیتروژن دهی شدند. ریزساختار، ضخامت لایه آستنیتی و سختی نمونه های نیتروژن دهی شده با استفاده از میکروسکوپ نوری، تفرق پرتو ایکس (XRD) و ریزسختی سنجی مطالعه شدند. نتایج نشان داد که با انجام عملیات نیتروژن دهی، نیتروژن به صورت مرزدانه ای و شبکه ای نفوذ کرده و باعث استحاله فازی فریت به آستنیت می شود. سینتیک استحاله فریت به آستنیت با نفوذ نیتروژن با ضریب نفوذ متوسط 5-10×54/6 میلی متر مربع بر ثانیه کنترل می شود. ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده متناسب با ریشه دوم زمان نیتروژن دهی افزایش می یابد و پس از 12 ساعت نیتروژن دهی، کل ضخامت نمونه فریتی با سختیHV0/1 262 به آستنیت با سختی HV0/1 420 تبدیل می شود.
    کلیدواژگان: نیتروژن دهی محلولی، استحاله فازی، ضخامت لایه آستنیتی، فولاد زنگ نزن فریتی، ریزسختی
  • سید ابراهیم موسوی قهفرخی، فروزان بازدار، ایرج کاظمی نژاد صفحات 67-81
    در این پژوهش، هگزافریت سرب آلائیده با نیکل ( PbFe12-xNixO19) تحت شرایط 20/0 = x به روش سل- ژل تهیه شد و سپس تاثیر دمای بازپخت بر خواص ساختاری، مغناطیسی و دی الکتریکی آن گزارش شده است. رفتار و سازوکار گرمایی ژل پیش ماده توسط آزمون توزین حرارتی و حرارتی تفاضلی ارزیابی گردید. ویژگی های ساختاری، مغناطیسی و دی الکتریکی نمونه ها به وسیله طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، مغناطوسنج نمونه ارتعاشی و خود القاء، ظرفیت و مقاومت الکتریکی (LCR) متر بررسی شدند. نتایج الگوی پراش پرتو ایکس نشان می دهند که با افزایش دمای بازپخت تا 800 درجه سانتی گراد درصد فاز PbFe11/8Ni0/2O19 در نمونه ها افزایش می یابد. همچنین با افزایش دما، به دلیل حذف فاز ثانویه و تشکیل هگزافریت سرب خالص و تک فاز، مغناطش افزایش می یابد. با افزایش فرکانس رسانندگی الکتریکی جریان الکتریکی متناوب (ac) نمونه ها ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد که این تغییرات براساس مدل لایه ای ماکسول- ویگنر قابل توجیه است. اندازه گیری ها نشان می دهد که بهترین نمونه PbFe11/8Ni0/2O19 با دمای بازپخت 800 درجه سانتی گراد و زمان پخت 3 ساعت می باشد.
    کلیدواژگان: هگزافریت سرب، آلایش Ni، خواص ساختاری، خواص مغناطیسی، خواص دی الکتریکی، سل-ژل
  • سیدعلی رضوی، سید فخرالدین اشرفی زاده صفحات 81-93
    عملیات پیرسختی در فولاد زنگ نزن 17-4 PH خواص آن را در محدوده گسترده ای تغییر می دهد. دو چرخه عملیات حرارتی پرکاربرد برای این آلیاژ پیرسازی در دمای 480 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت (A480-1) و پیرسازی در دمای 620 درجه سانتی گراد به مدت چهار ساعت (A620-4) است. مطالعات صورت گرفته بر رفتار خستگی این آلیاژ در دو چرخه عملیات حرارتی یاد شده نه تنها محدود بوده بلکه بیشتر از نوع محوری بوده است. در این پژوهش پس از انجام مطالعات ساختاری، سختی سنجی و آزمون کشش، رفتار خستگی آلیاژ تحت دو چرخه پیرسازی به وسیله آزمون خستگی چرخشی خمشی ارزیابی شد. نتایج آزمون کشش نشان داد استحکام تسلیم و استحکام نهایی نمونه A480-1 حدود 40 درصد بیشتر از نمونه A620-4 است. این در حالی است که ازدیاد طول نسبی نمونه A620-4 نسبت به نمونه A420-1 30 درصد افزایش یافته است. نتایج آزمون خستگی نشان داد حد خستگی نمونه پیر شده 50 مگاپاسکال بیشتر از نمونه فراپیر شده است. این نشان دهنده مقاومت بیشتر نمونه A480-1 در مقایسه با نمونه A620-4 به خستگی است.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده، پیرسختی، خستگی، منحنی S-N، اثر تنش میانگین
  • هاشم احمدی، ساسان اطرج، محمدرضا نیلفروشان، علیرضا دهقانی ورنامخواستی صفحات 95-106
    در پژوهش حاضر، از مخلوط اسپینل آلومینات منیزیم و لجن کنورتور به عنوان مواد اولیه جهت تشکیل درجای فاز هرسنیت در ساخت آجر دیرگداز منیزیت- هرسنیتی استفاده شد. نمونه های پرس شده در دو دمای 1400 و 1500 درجه سانتی گراد سنتز شد و سپس ترکیب فازی آجرهای سنتز شده در 1400 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر افزودن درصدهای مختلف نانوذرات منیزیا روی خواص آجرهای دیرگداز منیزیا- هرسنیتی مورد بررسی قرار گرفت. در این ارتباط خواص فیزیکی، استحکام فشاری سرد، مقاومت به شوک حرارتی و ریزساختار آجرهای دیرگداز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آنالیز فازی نشان داد که فاز هرسنیت در زمینه دیرگداز تشکیل و باعث برقراری اتصال و افزایش آن بین ذرات منیزیا می شود. با ارزیابی خواص مشخص شد که افزودن نانوذرات منیزیا به دلیل افزایش تراکم ساختار باعث کاهش تخلخل می شود که در این ارتباط میزان بهینه نانوذرات منیزیا یک درصد وزنی تعیین شد. افزودن مقادیر بیشتر نانوذرات منیزیا به دلیل پدیده تجمع و بهم چسبیدن ذرات باعث افزایش تخلخل می شود. سطح ویژه بالای نانوذرات منیزیای افزوده شده موجب انجام سینترینگ مناسب در 1400 درجه سانتی گراد، افزایش اتصالات بین ذرات و در نتیجه افزایش استحکام مکانیکی می شود اما تاثیری بر مقاومت به شوک حرارتی آجر دیرگداز ندارد. بررسی های ریزساختاری نیز کاهش تخلخل و افزایش اتصالات بین ذرات را با افزودن مقدار بهینه نانوذرات منیزیا نشان داد.
    کلیدواژگان: هرسنیت، لجن کنورتور، دیرگداز منیزیایی، اسپینل، نانومنیزیا
  • مطهره اکبری، سهیل صابونی، محمدحسین عنایتی، فتح الله کریم زاده صفحات 107-117
    در این پژوهش پوشش کامپوزیتی نانوساختار FeAl/Al2O3 به روش آسیا کاری مکانیکی از طریق یک واکنش مکانوشیمیایی بر سطح زیرلایه فولاد کربنی پوشش داده شد. مواد اولیه مصرفی Fe، Al و Fe2O3 به میزان استوکیومتری به همراه زیرلایه و گلوله هایی به قطر چهار میلی متر در یک آسیای ارتعاشی پرانرژی تا 22 ساعت تحت آسیا کاری قرار گرفت. برخی از نمونه های آسیا شده به مدت زمان یک و سه ساعت در دمای773 کلوین آنیل شدند. آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، ریزسختی سنج و زبری سنج جهت ارزیابی مکانیزم واکنش مکانوشیمیایی و همچنین مشخصه یابی پوشش مورد استفاده قرار گرفت. واکنش مکانوشیمیایی در حین عملیات آسیا کاری پس از 14 ساعت شروع و منجر به تشکیل جزئی نانوکامپوزیت FeAl/Al2O3 شد. افزایش زمان آسیا کاری تا 18 ساعت سبب افزایش مداوم ضخامت پوشش تا 80 میکرومتر گردید و ادامه فرایند آسیا کاری پس از آن موجب کندگی موضعی پوشش و ایجاد ترک در ساختار آن شد. ریزسختی پوشش 18 ساعت آسیا شده معادل 1050 ویکرز تعیین شد. آنیل در دمای 773 کلوین به مدت سه ساعت موجب تکمیل واکنش و سنتز پوشش نانوکامپوزیتی FeAl/Al2O3 شد. نتایج نشان داد که عملیات آنیل سبب افزایش سختی پوشش به 1200 ویکرز و بهبود قابل ملاحظه چسبندگی پوشش شد.
    کلیدواژگان: پوشش، نانوکامپوزیت، آسیا کاری مکانیکی، آلومیناید آهن
  • مصطفی میلانی، سید محمد زهرایی، سید محمد میرکاظمی صفحات 119-130
    مقدار وزن نهایی رسوب الکتروفورتیک همواره وابسته به تحرک الکتروفورتیک ذرات در داخل سوسپانسیون است. براساس تمام تئوری های بیان شده تحرک الکتروفورتیک رابطه عکس با گرانروی دوغاب داشته و با افزایش گرانروی، تحرک الکتروفورتیک و به تبع میزان وزن رسوب نهایی کاهش می یابد. گرانروی دوغاب های سرامیکی در محیط های آلی وابسته به میزان یون محلول در محیط است. در این تحقیق گرانروی، هدایت و وزن رسوب در فرایند رسوب الکتروفورتیک دوغاب های آلومینایی پایدار شده با ایتریم، منیزیم، سریم و لانتانیوم که میزان یون ها بین 350 تا ppm 1350 تغییر کرد، تعیین گردیده است. غلظت نمک XCly(که X می تواند Mg، Y، Ce و یا La باشد) یک عامل مهم برای کنترل گرانروی است. نشان داده شده است که وزن رسوب با تغییر غلظت این پراکنده سازها تغییر می کند و تابعی از هدایت، گرانروی و یا اسیدیته دوغاب نیست. همه برهم کنش های دوتایی به جز از غلظت Mg × Ce در مدل ANOVA دارای اهمیت هستند. گرانروی دوغاب در غلظت های 100، 100، 100 و صفر ppm از نمک های منیزیم، ایتریم، لانتانیوم و سریم و مقدار ید 400 ppm، تا mPa.s 5/2 کاهش می یابد. دلیل این موضوع این است که کاتیون های سنگین تر قابلیت جذب برروی سطح آلومینا را تنها در حضور ید به دست می آورند در حالی که کاتیون های سبک تر منیزیم، می توانند تحت حضور گروه های OH نیز جذب شوند.
    کلیدواژگان: رسوب الکتروفورتیک، آلاینده، گرانروی، کمک زینتر، ANOVA
|
  • M. Hajizamani, Dr. M. Alizadeh, Dr. S.A. Jenabali-Jahromi, Dr. A. Alizadeh Pages 1-13
    Al-Zn-Mg/3 wt-% Al2O3 nanostructured composite powder was synthesized through Mechanical Alloying (MA). At first, the 7014 alloy matrix constituents were milled in a planetary ball mill for 20 hours. Then, 3 wt.% µ-Al2O3 particles were added to the pre-milled matrix and the nanostructured composite powder was produced at different MA times to investigate the effects of MA time on the characteristics of the produced composite powders such as morphology, crystallite size, lattice strain and microhardness. The characterization results proved that synthesizing nanostructured composite powder with a low amount of micrometric reinforcements in addition to pre-milled micrometric matrix is possible. Also, synthesis of the nanostructured composite powder with the minimum crystallite size of 24 nm and the minimum mean particle size of 5 µm was confirmed. Moreover, the steady state occurred after around 20 hours milling and further milling did not affect the powder characteristics excluding crystallite size, lattice strain and microhardness. In addition, sinterability of the composite powders increased with increasing the milling time due to decreased average particle size. However, after the steady state, the sinterability did not change.
    Keywords: Mechanical Alloying, Pre-Milled Matrix, Nanostructured Powder, Sinterability
  • M. Soltani, Dr B. Niroumand, Dr M. Shamanian Pages 15-32
    In this paper, the optimization of the surface composite of Mg AZ31B-carbon nanotub(CNT) via friction stir processing was investigated. Then, the most effective process parameters such as transverse speed, rotational speed, CNT weight percent and welding passes were studied by Response Surface Methodology (RSM) design of experiment. The specimens were also characterized by micro-hardness, tensile, shear punch and pin on disk dry sliding wear tests. The optimization results of hardness and weight reduction responses showed that the best conditions would be achievable with a transverse speed of 24 mm/min, rotational speed of 660 rpm, 4wt.% CNT and 3 welding passes. Moreover, fracture analysis of the surfaces proved a uniform distribution of CNTs in the matrix resulted in higher tensile and shear strength.
    Keywords: Magnesium, Carbon Nano Tubes, Friction-Stir Processing, Nano-composites, Design of Experiment
  • M. Poorkabirian, H. Mostaan, M. Rafiei Pages 33-46
    In this research, dissimilar welding between 4130 low alloy steel and austenitic stainless steel 316L has been investigated using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). Two types of filler metals, including ERNiCr-3 and ER309L, were used for this purpose. Moreover, the joint microstructures including the weld metals, heat affected zones and interfaces were characterized by optical and Scanning Electron Microscopy (SEM). The mechanical behavior of the joint was tested by impact and tension tests. Observations by SEM showed that in impact test, the fracture is soft. In the tensile test, the welded sample by ER309L filler metal was fractured from 316L base metal, but welded specimen with ERNiCr-3 was fractured from welded zone. Also, the results showed a dendritic structure in the nickel-based weld metal. No crack was found in the cellular-dendritic microstructure of ER309L weld metal due to the existance of delta ferrite between them.
    Keywords: Dissimilar Joint, Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), 316 Austenitic Stainless Steel, 4130 Low Alloy Steel, Inconel 82, Mechanical Properties
  • Dr S. Alamolhoda, Dr S. M. Mirkazemi, T. Shahjooyi, N. Benvidi Pages 47-54
    In this research, nickel ferrite nanoparticles were synthesized by sol-gel auto-combustion route, and the effect of calcination temperature on phase constituents, magnetic properties and microstructure of the synthesized nanoparticles was evaluated using X-ray Diffraction (XRD), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). XRD results were submitted to quantitative analysis. Microstructural studies and crystallite size calculations showed formation of nanoparticles. XRD results showed that the combustion product consisted of NiFe2O4, α-Fe2O3, NiO, and FeNi3 phases. FeNi3 was eliminated by calcination, and the amounts of NiO and α-Fe2O3 were modvlated by changing in calcination temperature. Saturation magnetization changed from 37emu/g in combustion product to 30emu/g by calcination at 600°C, due to decomposition of FeNi3 magnetic phase and formation of higher amount of antiferromagnetic hematite phase. Also, the coercivity values increased, that could be due to increasing the amount of nickel ferrite phase and eliminating FeNi3 phase. Saturation magnetization reached to 43emu/g in calcinated sample at 1000°C due to the reaction between hematite and NiO phases that led to formation of higher amount of nickel ferrite to 43emu/g. Coercivity value dropped out to 127Oe by calcination at 1000°C, the reason of which could be incresing of particle size and formation of multi domain magnetic particles.
    Keywords: Magnetic Properties, Sol-Gel Auto-Combustion, Nickel Ferrite
  • C. Kh. Farjam Hajiagha, Dr. A. R. Akbari, Dr. R. Mohammadzadeh Pages 55-66
    In this study, the kinetics of austenite layer growth on the surface of Fe-23Cr-2.4Mo ferritic stainless steel during solution nitriding and the effects of nitrogen adding on microstructure and hardness of the steel have been investigated. Steel plates of 2 mm thick were solution-nitrided at 1200˚C under nitrogen pressure of 0.25 MPa for 2, 3, 6, 9, 12 hours. Microstructure, the thickness of austenite layer and the hardnes of the nitrided samples, were investigated by using optical microscope, X-ray Diffraction (XRD) and microhardness measurements. The results showed that during solution nitriding, nitrogen diffuses through the lattice and grain boundaries and transforms ferrite to austenite phase, with average nitrogen diffusion coefficient of 6.54×10-5 mm2s-1. The thickness of the austenite layer formed on the samples surfaces increased proportional to the square root of the nitriding time, so that after 12 hours niriding, the whole thickness of the ferritic sample with hardness of 262 HV0.1 transformed to austenite with hardness of 420 HV0.1.
    Keywords: Solution Nitriding, Phase Transformation, Austenite Layer Thickness, Ferritic Stainless Steel, Microhardness
  • S. E. Mousavi Ghahfarokhi, F. Bazdar, I.Kazeminezhad Pages 67-81
    In this paper, Ni-doped lead hexaferrites (PbFe12-xNixO19) nanoparticles with x = 0.2 were prepared by sol- gel method. Then, the effect of annealing temperature on its structural, magnetic and dielectric properties was studied. First, the dryed gel was evaluated by Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis (TG/DTA) and then, the structural morphology, magnetic and dielectric properties of samples have been characterized by Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and LCR meter. The results of x-ray diffraction patterns show that by increasing annealing temperature up to 800 °C, PbFe11.8Ni0.2O19 phase percentage in the samples increases. Also, by increasing annealing temperature, the magnetization increases because the unwanted phases disappear and pure and single-phase lead hexaferrite are formed. By increasing frequency, first the AC electrical conductivity of the samples decreases and then increases. These variations have been explained by Maxwell- Wanger model. The result measurements show that the best sample is PbFe11.8Ni0.2O19 with annealing temperature of 800 °C for 3 h.
    Keywords: Lead Hexaferrites, Nickle Dopting, Structutal Properties, Magnetic Properties, Dielectric Propertie, Sol-Gel
  • S. A. Razavi, S. F. Ashrafizadeh Pages 81-93
    Age hardening processes cause a wide range of changes in 17-4 PH stainless steel properties. Aging at 480ºC for 1 hour (A480-1) and aging at 620ºC for 4 hours (A620-4) are two most applicable heat treatment processes for this alloy. Not only the studies on fatigue behavior of this alloy in these two heat treatment conditions are few, but also the methods of fatigue test were mostly axial. In this study, after microstructure studies, hardness and tension tests, fatigue behavior at A480-1 and A620-4 conditions were evaluated by using a rotational bending fatigue test machine. Tension results showed that yield strength and ultimate tensile strength of A480-1 specimens were 40 percent more than A620-4 specimens. However, elongation of A620-4 specimens was 30 percent more than A480-1 specimens. Fatigue results revealed the endurance limit of aged specimens is 50 MPa more than overaged specimens. Overall results showed that A480-1 condition specimens are more resistant to fatigue than A620-4 condition specimens.
    Keywords: Precipitation Hardenable Stainless Steel, Age Hardening, Fatigue, S-N Curve, Mean Stress Effect
  • H. Ahmadi, S. Otroj, M. R. Nilforushan, A. Dehghani Varnamkhasti Pages 95-106
    In this study, the composition of magnesium aluminate spinle and the converter mud were used as raw materials to in-situ formation of hercynite phase in magnesite-hercynite refractory bricks. The pressed samples were sintered at 1400 and 1500℃ and then, the phase composition of bricks was evaluated after firing at 1400℃. Besides, the effect of nano-magnesia particles addition on the properties of magnesia-hercynite refractory bricks was examined. Hence, the physical peroperties, thermal shock resistance and microstructure of refractory bricks were evaluated. The phase composition results showed that hercynite is well-formed in the refractory matrix, which leads to bonding formation and its increase between magnesia particles. The evaluation of results indicated that the addition of nano-magnesia particles can reduce the porosity of brick via increasing particles packing. In this relation, 1 wt. % nano-magnesia addition was determined as optimum content. Further addition of nano-magnesia leads to increasing of porosity via agglomeration of particles. Due to the high surface area of used nano-magnesia particles, the adequate sintering of refractory brick containing nano-magnesia take places at 1400℃. This leads to increasing of particles bonding and then, increasing mechanical strength, but it can not affect the thermal shock resistance of refractory bricks. The microstructural evaluations showed the lower porosity and further particles bonding with addition of nano-magnesia optimum content.
    Keywords: Hercynite, Converter Mud, Magnesite Refractory, Spinle, Nano Magnesia
  • M. Akbari, Dr S. Sabooni, Dr M. H. Enayati, Dr F. Karimzadeh Pages 107-117
    In the present study, FeAl/Al2O3 nanocomposite coating was produced on the carbon steel plate using mechanical alloying (MA) technique via a mechanochemical reaction. Stoichiometric ratios of Fe, Al and Fe2O3 as well as a substrate were mixed and milled up to 22h in a vibrating high energy mill with a 4 mm ball. Samples prepared after 18h of MA were subjected to annealing at 773 K for 1-3 h. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and microhardness measurements were carried out to study mechanochemical reaction and coating formation characterization. The results showed that mechanochemical reactions were started after 10h of MA, which finally caused the slight formation of FeAl/Al2O3 nanocomposite. Increasing the milling time to 18 hours led to the continuous increase of the coating thickness up to 80 μm, while the coating layer fractured and began to peel by further milling. The microhardness of the coating after 18h milling was 1050 vickers. Annealing of the 18h milled powders at 773K for 3h led to the complete formation and synthesis of the FeAl/Al2O3 nanocomposite. The results showed that the annealing treatment had considerable effects on the hardness increase up to 1200 vickers as well as adhesion strength of the composite coating.
    Keywords: Coating, Nanocomposite, Mechanical Alloying, Iron Aluminide
  • M. Milani, Dr S. M. Zahraee, Dr S. M. Mirkazemi Pages 119-130
    Electrophoretic Deposition (EPD) weight is highly affected by electrophoretic mobility of powders in suspension. In theoretical aspect, electrophoretic mobility is influenced by suspension viscosity in opposite direction, and increasing in viscosity can decrease electrophoretic mobility and consequently can decrease EPD weight. In non-aqueous suspension, viscosity is determined by ion strengths of suspension. In this study, viscosity, electrical conductivity and deposit weight were determined for electrophoretic deposition (EPD) of alumina suspended in ethanolic solvent of Y-, Mg-, Ce- and La- salts, prepared in dispersant level between 350 to 1350 ppm. The concentration of XCly, (X: Mg, Y, Ce and La), is also found to be a critical factor to control the viscosity. It is shown that the deposit weight is influenced by precursor concentration, and on the other hand, electrical conductivity, viscosity or the pH of the suspension cannot change the yield. All concentrations interactions, except Mg × Ce concentration are significant in ANOVA model. The viscosity of suspension reached 2.5 mPa.s with Mg-, Y-, La- and Ce- decreased to 100, 100, 100 and 0 ppm in low iodine concentration (400 ppm). The reason is that heavier cations can be adsorbed to alumina surface with iodine adsorption, but lighter Mg- cations can be adsorbed under the influence of OH groups excited on alumina surface.
    Keywords: Electrophoretic Deposition, ANOVA, Dopant, Viscosity, Sintering Aid