فهرست مطالب

  • پیاپی 42 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/02/27
  • تعداد عناوین: 5
|
  • صالح اکبر زاده*، امیر ترابی، مجتبی کاظمی اسفه صفحات 1-10

    یکی از مهمترین مسایل در زمینه جریان گازهای بسیار داغ و واکنش دهنده اثر گذاری آنها روی سطوح مجاورشان است. این گازها به شدت خورنده بوده و باعث فرسایش شدید سطح می شوند. فرسایش تغییر شکل، تغییر زبری و حتی تغییر قابل ملاحظه اندازه های نسبی سطح را به همراه دارد. این پدیده ها می تواند جریان سیال را تحت تاثیر قرار داده و پیش بینی ها را در مورد آن با مشکل روبروکند. بنابراین داشت تخمینی از میزان فرسایش سطوج مجاور گازهای داغ ضروری به نظر می رسد. در این مقاله مدلی برای تخمین میزان فرسایش در شیرها و مجاری که گازهای بسیار داغ از آنها عبور می کنند، ارایه شده است. این مدل براساس حل جریان سیال و معادله غلظت استوار است. نتایج حاصل از حل این معادلات در مدل ارایه شده به عنوان ورودی قرار گرفته و نرخ فرسایش موضعی هر موقعیت از سطح مجرا به عنوان خروجی بدست می آید. این مدل با استفاده از نتایج صحت سنجی شده قبلی و همچنین به صورت تجربی اعتبار سنجی شده است. نتایج بیانگر توانمندی قابل قبول مدل ارایه شده برای پیش بینی شرایط فرسایشی سطح تحت تاثیر گازهای داغ است.

    کلیدواژگان: شیر گاز داغ، فرسایش، معادله جریان
  • ایجاد و ارزیابی ساختاری پوشش آلومینایدی بهینه شده با لایه آبکاری نیکل-کبالت به روش دوغابی روی سوپرآلیاژ پایه نیکل
    محمدرضا معصومی بالاشادهی، علیرضا صبور روح اقدم*، محمدحسین الله یارزاده بیدگلی صفحه 5

    در این پژوهش ایجاد و ارزیابی ساختاری پوشش آلومینایدی اصلاح شده با اعمال یک لایه آبکاری نیکل/ نیکل-کبالت قبل از پوشش دهی مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا توسط فرآیند آبکاری الکتریکی در شرایط مشخص، لایه هایی به ضخامت 22-23 میکرومتر از نیکل خالص و نیکل - 45% کبالت به صورت جداگانه روی نمونه هایی از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل هستلوی X اعمال گردید. پس از آن به کمک روش دوغابی فرآیند آلومینیم دهی روی نمونه های آبکاری شده و یک نمونه آبکاری نشده توسط عملیات حرارتی مشخص انجام پذیرفت. پوشش های به دست آمده به ضخامت 142-148 میکرومتر به وسیله پراش سنج پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس و نقشه برداری عنصری بررسی شدند. با توجه یه نتایج به دست آمده، فاز مطلوب NiAl-β در هر سه نمونه و CoAl-β در نمونه با پیش لایه آبکاری نیکل-کبالت به خوبی ایجاد شدند. پیش لایه آبکاری با ایجاد یک حالت سد نفوذی از نفوذ عناصر کروم و آهن تا 4/5 برابر و مولیبدن تا 2/5 برابر به نواحی بالایی پوشش ها کاست. همچنین، نیکل موجود در پیش لایه آبکاری مصرف نیکل موجود در آلیاژ زیرلایه را کاهش داد. در نتیجه ترکیب آلیاژ پایه در نمونه های دارای پیش لایه آبکاری، کمتر تحت الشعاع فرآیند پوشش دهی نفوذی قرار گرفت. کبالت موجود در لایه آبکاری نمونه با پیش لایه آبکاری نیکل -کبالت نیز، به مقدار آن در نواحی بالایی پوشش تا 7 برابر افزود. این موضوع امکان تشکیل فازهای کبالت آلومیناید را افزایش داد که تشکیل CoAl-β در نواحی بالایی پوشش، موید آن بود.

    کلیدواژگان: هستلوی X، آبکاری نیکل-کبالت، پوشش نفوذی آلومینایدی، دوغابی
  • فریدون بابائی*، بهزاد انگوتی صفحات 11-19

    نانوفریت های نیکل- مس با نسبت های وزنی متفاوت توسط روش احتراقی سنتز شد. با استفاده از روش لایه برداری از پودر میکرونی گرافیت در فاز مایع ، گرافن تهیه شد. گرافن به دست آمده با آنالیز رامان مورد بررسی قرار گرفت. سپس گرافن با نانو فریت های نیکل- مس به منظور تهیه نانو کامپوزیت های نیکل - مس بر پایه گرافن ترکیب شد. خواص اپتیکی، ساختاری و مغناطیسی نانو کامپوزیت ها توسط آنالیزهایXRD ، FTIR ، SEM ، UV-VIS و VSM بررسی شد. طیف های پراش XRD تشکیل نانوذرات با ساختار اسپینل مکعبی را آشکار کرد وهمچنین تشکیل فاز فریت با توجه به نتایج FTIR مربوط به مد ارتعاشی یون های Fe واقع در مکان چهار وجهی شبکه با اکسیژن نیز قابل تایید است. تصاویر میکروسکوپی SEM حاکی از خلل وفرج زیاد نانو کامپوزیت ها را نشان داد که بیان می کند این ساختارها مساحت سطحی بزرگ دارندکه در به دام انداختن ویروس ها وباکتری ها مفید است. این مطالعه می تواند در پژوهش های فوتو ترمال تراپی نیز کاربرد داشته باشد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، فریت، احتراقی، لایه برداری از فاز مایع
  • نسیم نایب پاشایی*، نیما راسخ صالح، عبدالعلی فتحی سیاه بیدی صفحات 21-34

    در این پژوهش، تاثیر پارامترهای فرآیند ماشین کاری وایرکات بر روی کیفیت سطح سوپرآلیاژاینکونل 718 بررسی شد و برای نخستین بار ماشین کاری سوپرآلیاژ اینکونل 718 به روش وایرکات با خنک کنندگی آب صابون به روش پاششی انجام شد. این روش ماشین کاری نسبت به روش های قبل که به صورت غوطه وری و با خنک کنندگی آب مقطر آنجام می شد دارای مزایای زیادی می باشد از جمله اینکه این روش اقتصادی بوده و نواقص دستگاه های قبلی مرتقع گردیده است. پارامترهای تنظیمی مورد بررسی شدت جریان(توان دستگاه)، زمان روشنایی پالس، زمان خاموشی پالس، نرخ پیشروی و سرعت تغذیه سیم بود. نرخ برداشت براده، زبری و سلامت سطح مشخصه خروجی مهم این فرآیند بود. از دو روش طراحی عاملی تاگوچی و طراحی آزمایش (DOE) برای تعیین تاثیر پارامترها بر عملکرد خروجی وایرکات استفاده شد. با استفاده از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی حداقل زبری سطح مقدار µm 97/4 و حداکثر زبری سطح مقدار µm 65/9 بدست آمده است. نتایج نشان داد که پارامترهای زمان روشنایی، نرخ پیشرویی و سرعت تغذیه سیم منجر به افزایش زبری سطح می گردد و با افزایش زمان خاموشی زبری سطح کاهش می یابد. با توجه به نتایج آنالیز پراکندگی غلظت عناصر آلیاژی بر روی سطح مشخص گردید که سطح با حداکثر زبری نسبت به تنش ها و عوامل مکانیکی حساس بوده و نسبت به عوامل شیمیایی از مقاومت کمتری برخوردار است.

    کلیدواژگان: وایرکات، زبری سطح، سوپر آلیاژ پایه نیکل
  • سید محمدمهدی هادوی*، حمید کاویانی صفحات 35-47

    سختی و رفتار سایشی پوشش های آلومینایدی محافظ با تقویت کردن آنها توسط مواد سختی مانند الماس می تواند بهبود یابد. در این تحقیق، پیش از عملیات آلومینیوم دهی به روش سمانتاسیون جعبه ای، لایه میانی نیکل-نانو الماس به روش آبکاری الکتریکی روی سطح سوپرآلیاژ پایه نیکل هستلوی ایکس ایجاد شد. آبکاری الکتریکی لایه نیکل نانو الماس با استفاده از جریان مستقیم پیوسته و حمام آبکاری الکتریکی نیکل واتس حاوی مقادیر 1 و 4 گرم در لیتر نانو ذرات الماس انجام گرفت. نمونه های آبکاری شده و غیرآبکاری شده در مخلوط پودری متشکل از پودرهای آلومینیوم، کلرید آمونیوم و آلومینا با عملیات دو مرحله ای در دمای oC 760 آلومینیوم دهی شده و سپس در دمای oC 1080 عملیات حرارتی شدند. مقاطع عرضی نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی اشعه ایکس و آنالیز پراش اشعه ایکس بررسی شدند. نتایج نشان داد که در فرایند آلومینیوم دهی، حضور ذرات نانوالماس در پوشش نیکل- نانوالماس در مسیر نفوذ، باعث طولانی شدن مسیر نفوذ آلومینیم و نیکل شده و در نتیجه مقدار آلومینیوم لایه بالایی پوشش تشکیل شده افزایش یافته و باعث شد که لایه کامپوزیت تشکیل شده به لایه NiAl غنی از آلومینیوم تبدیل شود. سختی پوشش اصلاح شده با نانوالماس به طور قابل-توجهی بیشتر از پوشش بدون نانو الماس بدست آمد، به طوریکه ریزسختی پوشش بدون نانوالماس حدود 663 ویکرز و پوشش حاوی ذرات نانوالماس حدود 968 ویکرز گزارش شد.

    کلیدواژگان: پوشش آلومینیاید نفوذی، آبکاری نانو کامپوزیتی، نانوالماس، سمانتاسیون جعبه ای، هستلوی ایکس
|
  • Amir Torabi, Saleh Akbarzadeh*, Majid Kazemi Esfeh Pages 1-10

    One of the major concerns in the field of valves operating under severe conditions such as high temperature is their interaction with other surfaces. These valves are used to pass gas. These gasses are sometimes corrosive and can cause wear of the surface which in turn affect the geometry such as roughness etc. For precise utilities, even small change in the geometry highly affects its performance as well as their precision. Therefore, the ability to predict the wear in these valves is highly valuable. In this paper, a numerical model based on the solution of flow and concentration equations is developed to predict the wear in the surfaces which are adjacent to hot gases. The output of this model is used as input to another model to predict the wear. The predictions of this model are verified by comparing to other numerical models as well as experimental data. The predicted values are in accordance with experimental data with acceptable accuracy.

    Keywords: hot valve, wear, flow equation
  • Ferydon Babaei*, Behzad Angouti Pages 11-19

    Nickel-copper nanoferrites with different weight ratios were synthesized by combustion method. Graphene was prepared from microporous graphite powder using liquid phase exfoliation. The obtained graphene was analysed by Raman spectra. Then graphene was combined with nickel-copper nanoferrites to prepare nickel-copper nanocomposites based on graphene. The optical, structural and magnetic properties of nanocomposites were investigated by analyses of XRD, FTIR, SEM, UV-VIS and VSM. The XRD diffraction patterns revealed the formation of nanoparticles with cubic spinel structure, and the formation of the ferrite phase can be confirmed according to the FTIR results of the vibrational mode of the Fe ions located at the quadrilateral position ofthe oxygenoxygen lattice. The SEM microscopic images showed more porosities in nanocomposites that indicate these structures have a large surface area that is useful in trapping viruses and bacterias. Also this study could be used in photothermal therapies research.

    Keywords: Nanocomposite, ferrite, combustion, liquid phase exfoliation
  • Nasim Nayebpashaee*, Nima Rasekh Saleh, Abdolali Fathi Siahbidi Pages 21-34

    In this study, the effect of the wire cut machining parameters on the surface quality of superalloy718 was investigated. For the first time, the Inconel 718 superalloy machining was performed by wire cut method with spraying suds. This method of machining has had many advantages over the previous methods, which were immersed and cooled distilled water. The regulatory parameters were the intensity of the current, pulse lighting time, pulse power offset; forward speed and wire feed speed. Roughness and material removal rate were the Output characteristic of this process. Two methods of Taguchi design and experimental design (DOE) were used to determine the effect of the parameters on the performance of the wirecut output. Using the design of experiments in Taguchi method, the minimum roughness of the surface was 4.97 μm and the maximum roughness of the surface was 9.65 μm. The results showed that the parameters of the lighting time, the forward speed and the feeding rate of the wire increased the surface roughness and it decreased with increasing roughness time. With the analysis of the dispersion of the concentration of alloying elements on the surface, it was determined that the surface with maximum surface roughness, in addition to being sensitive to stresses and mechanical factors, has less resistance to chemical agents.

    Keywords: Electric discharge by wire (wire cut), pulse lighting time, pulse power offset, discharge current, surface roughness, nickel based super alloy
  • Hamid Kaviani, Sayed Mohammad Mehdi Hadavi* Pages 35-47

    The wear and hardness properties of the protective aluminide coatings can be enhanced by reinforcing the surface, using hard materials such as diamonds. In this research, prior to the aluminizing process by pack cementation, an intermediate NickelNano diamond (Ni-ND) layer was fabricated on the surface of the Ni-based superalloy Hastelloy X with electroplating process. The electroplating of Ni-ND layer was accomplished by continuous direct current in nickel Watts electroplating bath containing 1 and 4 g/l ND particles. The coated and uncoated samples were aluminized by pack cementation method using aluminum, ammonium chloride and alumina powders. The aluminizing process was designed as a two-step procedure at 760 °C following the annealing process at 1080 °C. The cross-sections of the coated specimens were studied by Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and X-ray Diffraction (XRD) analysis. The results showed that during aluminizing process, the nano-diamond particles prolonged the nickel and aluminum diffusion path and as a consequence, the aluminum content of the coating layer was increased. This gave rise to the conversion of the Ni-based intermediate composite layer into an aluminum-rich NiAl layer. The hardness of the treated coating with ND particles was significantly higher than the untreated coating in a way that microhardness of the coating with no ND particles was 663 Vickers while the coating containing ND particles showed a value of about 968 Vickers.

    Keywords: Diffusion aluminide coating, nanocomposite electroplating, Nanodiamond, pack cementation, Microhardnes