فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال چهلم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/21
  • تعداد عناوین: 8
|
  • شیدا برهانی اصفهانی، حمیدرضا سلیمی جزی*، محمدحسین فتحی، امیر ارشاد لنگرودی، مهسا خوشنام صفحات 1-25

    در این پژوهش، یک نوع پوشش نانوکامپوزیت هیبریدی معدنی- آلی سازگار با محیط زیست بر پایه دی اکسید سیلیسیوم محتوی نانوذرات هسته/ پوسته دی اکسید تیتانیوم/ دی اکسید سیلیسیم، برای حفاظت از کاشی کاری های نما در ابنیه تاریخی تهیه و مشخصه یابی شد. در تهیه زمینه کامپوزیت به روش سل- ژل، با استفاده از دو شیوه فراصوت دهی و تقطیر بازگشتی، از تترااتوکسی سیلان و پلی دی متیل سیلوکسان منتهی به هیدروکسی به ترتیب برای ایجاد زمینه ای از دی اکسید سیلیسیم و خلق ویژگی آب گریزی استفاده شد. نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به صورت هسته/پوسته دی اکسید تیتانیوم/ دی اکسید سیلیسیم به عنوان جاذب پرتوی فرابنفش به کار رفتند. نانوکامپوزیت تهیه شده به روش غوطه وری روی لام میکروسکوپ و کاشی پوشش داده شد. خواص نانوذرات و پوشش های حاصل با بهره گیری از آزمون های پراش پرتوی ایکس (XRD)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و آزمون آب گریزی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که تشکیل ساختار هسته/پوسته دی اکسید تیتانیوم/ دی اکسید سیلیسیم موفقیت آمیز بوده است. بررسی تاثیر مقدار پلی دی متیل سیلوکسان بر شفافیت، پیوستگی و آب گریزی پوشش نشان داد که مقدار بهینه این سیلوکسان در حدود 20 درصد وزنی است. بنا بر نتایج، نانوکامپوزیت های هیبریدی بر پایه دی اکسید سیلیسیم تقویت شده با نانوذرات هسته/پوسته دی اکسید تیتانیوم/ دی اکسید سیلیسیم می توانند پوشش های شفاف و آب گریز برای حفاظت کاشی و شیشه ایجاد کنند.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت هیبریدی معدنی- آلی بر پایه دی اکسید سیلیسیم، نانوذرات هسته، پوسته دی اکسید تیتانیوم، دی اکسید سیلیسیم، پوشش های آب گریز، کاشی
  • رقیه کریمی چالشتری، محمدرضا سائری*، علی دوست محمدی صفحات 27-43

    نانوسیم های نقره ای به عنوان ساختارهای تک بعدی، با توجه به نسبت ابعادی بالا، هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، شفافیت نوری و پایداری مکانیکی بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. سنتز نانوسیم های نقره با استفاده از یک فرایند سنتزی، تحت تاثیر بسیاری از پارامترها قرار دارد. تغییر پارامترهای فرایند سنتز تاثیر قابل توجهی روی مورفولوژی و اندازه نانوسیم های نقره می گذارد. در این مطالعه، اثر تغییر همزمان چهار پارامتر سنتزی شامل دمای واکنش، وزن مولکولی تثبیت کننده پلی وینیل پیرولیدون، مقدار سدیم کلرید و همچنین، نرخ اختلاط محلول توسط فرایند پلی ال بررسی می شود. نتایج میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)  و میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) تایید کرد که نانوسیم های نقره سنتز شده زیر 100 نانومتر هستند. طبق نتایج حاصل از طیف سنجی توزیع انرژی پرتوی ایکس (EDS)، آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD)، همچنین، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، نانوسیم های نقره تشکیل شده عاری از هر گونه ناخالصی بودند. همچنین، مشخص شد که دما، وزن مولکولی پلی وینیل پیرولیدون، غلظت نمک و نرخ اختلاط محلول، تغییر قابل توجهی در مورفولوژی نانوسیم های نقره ایجاد می کنند. از همه مهم تر، تنظیم دقیق پارامترهای واکنش منجر به تشکیل نانوسیم هایی با اندازه یکنواخت تر، بازدهی و همچنین نسبت ابعادی بالاتر شد.

    کلیدواژگان: نانوسیم های نقره، سنتز، پلی وینیل پیرولیدون، پلی ال
  • رضا مرادی، محمد روشنایی، حسین مستعان*، فردین نعمت زاده، مهدی صفری صفحات 45-63

    در پژوهش حاضر، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه میان فولاد زنگ نزن دوفازی 2304 و سوپر آلیاژ اینکونل 718 با استفاده از فرایند جوشکاری لیزر پالسی مطالعه و ارزیابی شد. هدف از انجام این پژوهش، با توجه به وجود خلا محسوس در این نوع اتصال و بررسی تحولات ریزساختاری در نواحی مختلف جوش و تاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر بر خواص مکانیکی این اتصالات غیرمشابه است. بدین منظور، از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ با تکنیک مرکب مرکزی برای بهینه سازی پارامترهای جوشکاری لیزر استفاده شد. محدوده پارامترهای موثر فرایند شامل توان لیزر، سرعت جوشکاری و عمق فوکوس به ترتیب 1000 تا1900 وات، 1 تا 5 میلی متر بر ثانیه و 1- تا 1 میلی متر درنظر گرفته شد. از آزمایش کشش تک محوره برای تعیین نیروی شکست اتصالات و از میکروسکوپ نوری برای مشاهده های ریزساختاری و تغییر و تحولات فازی بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزایش دو متغیر سرعت جوشکاری و عمق فوکوس در ابتدا باعث افزایش نیروی شکست اتصالات شده و پس از رسیدن به یک مقدار بهینه، نیروی شکست شروع به کاهش می کند. در این پژوهش بیشینه نیروی شکست اتصالات در توان 1900 وات، سرعت جوشکاری سه میلی متر بر ثانیه و عمق فوکوس صفر میلی متر محاسبه شد. با توجه به نتایج ریزساختار منطقه جوش، دندریت های هم محور در مرکز ناحیه جوش غالب هستند درحالی که در نزدیکی خط ذوب دندریت ها به صورت ستونی انجماد یافته اند. همچنین تغییرات سختی در نواحی مختلف اتصال بحث و بررسی شد. بر اساس نتایج، به دلیل انحلال رسوبات استحکام بخش نظیر TiC و NbC طی فرایند جوشکاری پرتوی لیزر، سختی ناحیه جوش نسبت به فلز پایه اینکونل 718 کاهش یافت.

    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن دوفازی، سوپرآلیاژ پایه نیکل، بهینه سازی، جوشکاری لیزر
  • محمود شایسته فر، علیرضا مشرقی*، سعید حسنی صفحات 65-81

    در این پژوهش، نانوذرات (0/1، 0/075، 0/05، 0/025، 0 =x)وMn0.8Zn0.2Fe2-xDyxO4 برای اولین بار توسط روش سل- ژل احتراقی تهیه شد. تاثیر افزودن دیسپرسیم بر خواص ساختاری، مغناطیسی و همچنین ریزساختار نمونه های تولید شده با استفاده از روش پراش پرتوی ایکس (XRD)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، مغناطش سنج نمونه ارتعاشی (VSM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد که در تمام نمونه های تولید شده ساختار اسپینل مکعبی تشکیل شده است. همچنین مشخص شد افزودن دیسپرسیم سبب افزایش پارامتر شبکه و کاهش اندازه بلورک ها شده است. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی نیز نشان دادند که حضور دیسپرسیم نه تنها نقش موثری در کاهش آگلومراسیون نانوذرات و توزیع یکنواخت آنها دارد بلکه سبب کاهش میانگین اندازه آنها نیز می شود، به گونه ای که میانگین اندازه ذرات از 130 به 33 نانومتر کاهش یافت. بررسی خواص مغناطیسی نمونه ها نیز نشان داد که با حضور دیسپرسیم مغناطش اشباع و نیروی پسماندزدای مغناطیسی هر دو کاهش می یابند، به نحوی که مغناطش نمونه ها از 66/3 به emu/gو58/4 و نیروی پسماندزدا مغناطیسی نیز از 78/5 به Oeو71/9 کاهش یافت.

    کلیدواژگان: فریت منگنز-روی، سل- ژل، نانوذرات، خواص مغناطیسی، خواص ساختاری
  • محمد خسروی*، محمد منصوری، علی غلامی، یدالله یعقوبی نژاد صفحات 83-98

    در جوشکاری توپودری، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلیاژ فولاد 304 AISI توسط نانوصفحات اکسید گرافن (GO) و اکسید گرافن احیا شده (RGO) بررسی شد. در این پژوهش ریزساختار خط جوش توسط روش های متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، فازهای تشکیل شده توسط روش پراش پرتوی ایکس و تغییرات آلوتروپی کربن توسط آزمون طیف سنجی رامان ارزیابی شده است. اکسید گرافن با استفاده از روش هامر اصلاح شده سنتز شده و با استفاده از  هیدرازین احیا شد. بر این اساس، خمیر اکسید گرافن و اکسید گرافن احیا شده در غلظت های مختلف 1 ، 3 و 10 میلی گرم بر میلی لیتر برای پرکردن شکاف جوش استفاده شده است. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اکسید گرافن احیا شده تا 10 میلی گرم بر میلی لیتر، استحکام کششی و سختی جوشکاری به ترتیب تا 23 و 43 درصد بهبود می یابد. مکانیزم افزایش خواص مکانیکی را می توان احتمالا به ایجاد ممانعت نانوصفحات اکسید گرافن احیا شده در برابر رشد دانه و درنتیجه ریز شدن اندازه دانه آلیاژ خط جوش در حین فرایند انجماد حوضچه جوش متناسب دانست.

    کلیدواژگان: جوشکاری توپودری، گرافن، فولاد 304 AISI، ریزساختار
  • محمد جودکی*، معصومه سیف اللهی، سید مهدی عباسی، سید مهدی قاضی میرسعید صفحات 99-112

    در این پژوهش، اثر عناصر Nd و Pr در ترکیب MmNi4.7Al0.3  بر ریزساختار و مشخصه های جذب و واجذب هیدروژن بررسی شده است. آلیاژها به روش ذوب القایی تحت خلا تهیه و تجزیه و تحلیل ریزساختاری و فازی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و تجزیه و تحلیل پراش پرتوی ایکس انجام و مشخصه های جذب و واجذب با آزمون سیورت ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ریزساختار شامل فاز زمینه، فاز دوم در اثر جدایش آلومینیوم، تخلخل و ترک است. میزان فاز دوم و مقدار آلومینیوم در فاز دوم در آلیاژ Mm(Pr,Nd)Ni4.7Al0.3 کمتر از آلیاژ MmNi4.7Al0.3 مشاهده شد. درنتیجه توزیع همگن تری برای آلومینیوم در آلیاژ Mm(Pr,Nd)Ni4.7Al0.3 حاصل شده است. بررسی نتایج حاصل از منحنی های همدمای فشار- ترکیب برای جذب و واجذب هیدروژن در دمای محیط نشان داد که در ترکیبات MmNi4.7Al0.3 و Mm(Nd,Pr)Ni4.7Al0.3 جایگزینی عناصر Nd و Pr با Mm فشار جذب را به ترتیب به مقدار 14/52 و 9/90 بار، فشار واجذب را به 5/53 و 5/49 بار، ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن را از 1/37 به 1/33 درصد وزنی و پسماند را از 0/73 به 0/58 کاهش می دهد. با توجه به کاهش ناچیز در بیشینه ظرفیت جذب و در مقابل، کاهش قابل توجه در فشار جذب و پسماند، جانشینی این دو عنصر، اثر مطلوب و موثری در کاربردهای صنعتی است.

    کلیدواژگان: آلیاژ MmNi5، ذخیره سازی هیدروژن، ریزساختار، عناصر نادر خاکی آمیخته حاوی Nd و Pr، نمودارهای PCT
  • رقیه امیرارسلانی، مریم مرکباتی*، رشید مهدوی صفحات 113-131

    در این پژوهش، به بررسی رفتار تغییر شکل گرم فولاد ابزار گرم کار W360، با انجام آزمایش فشار گرم در محدوده دمایی 1000 تا 1200 درجه سانتی گراد و نرخ های کرنش 0/001، 0/01، 0/1 و 1 بر ثانیه پرداخته شده است. مطابق نتایج حاصل، تبلور مجدد دینامیکی مهم ترین عامل ترمیم این آلیاژ حین تغییر شکل گرم است. در فولاد W360 با افزایش دما و افزایش نرخ کرنش، تبلور مجدد افزایش یافته است. در دمای 1000 درجه سانتی گراد و نرخ کرنش یک بر ثانیه ساختار کاملا تبلور مجدد یافته حاصل شده است و در دمای 1200 درجه سانتی گراد وقوع رشد دانه کاملا مشهود است. همچنین با رسم نقشه فرایند این فولاد، محدوده بهینه تغییر شکل گرم آن تعیین شد. تصاویر ریزساختاری حاصل از آزمایش فشار گرم نشان داد که در دمای 1000 درجه سانتی گراد و نرخ کرنش 0/01 بر ثانیه، تبلور مجدد آغاز شده و با افزایش دما و افزایش نرخ کرنش، به دلیل افزایش انرژی ذخیره شده و درنتیجه افزایش مکان های مساعد برای جوانه زنی، تبلور مجدد توسعه می یابد. نتایج حاصل از رسم نقشه فرایند نشان داد، منطقه مناسب تغییر شکل گرم فولاد مورد بررسی، محدوده دمایی 1050 تا 1150 درجه سانتی گراد و نرخ کرنش 0/1 تا 1 بر ثانیه است.

    کلیدواژگان: فولاد ابزار گرم کار W360، آزمایش فشار گرم، تبلور مجدد دینامیکی، نقشه فرایند
  • حمیدرضا کریمی حارث آبادی، حجت الله منصوری، محمدرضا لقمان استرکی*، مجید طاووسی، حسین جمالی صفحات 133-150

    هدف از این پژوهش مقایسه و بررسی تغییرات فازی و ریخت پودرهای اکسید زیرکونیم پایدار شده با ایتریا (YSZ) به روش های هم رسوبی و نمک مذاب است. برای سنتر پودرهای YSZ به روش هم رسوبی از عامل رسوب دهنده آمونیاک و در روش نمک مذاب از مخلوط نمک های کربنات سدیم و کربنات پتاسیم به عنوان نمک مذاب مرکب استفاده شد. مشخصه یابی نمونه ها با روش های پراش سنجی پرتوی ایکس، میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه، آزمون توزین حرارتی و آزمون گرماسنجی تفاضلی انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که تنها نمونه‎ هم رسوبی تهیه شده از پیش ماده اکسی کلرید زیرکونیم و نیترات ایتریم دارای تک فاز اکسید زیرکونیم پایدار شده با ایتریا با شبکه بلوری تتراگونال و توزیع اندازه ذرات در محدوده 30 تا 55 نانومتر هستند. پودر سنتز شده به روش نمک مذاب دارای مخلوط فازی از زیرکونیا با شبکه بلوری مونوکلینیک و زیرکونیای پایدار شده با ایتریا با شبکه بلوری تتراگونال و اندازه ذرات 200 نانومتر است.

    کلیدواژگان: زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ)، هم رسوبی، نمک مذاب
|
  • S. Borhani Esfahani, H. R. Salimi Jazi*, M. H. Fathi, A. Ershad Langroudi, M. Khoshnam Pages 1-25

    In this research, a kind of environmentally-friendly inorganic-organic hybrid nanocomposite coating based on silica containing titania/silica core/shell nanoparticles was synthesized and characterized for conservation of facade tiles in historical buildings. The matrix of the composite was prepared by sol-gel process via two methods of ultrasonic and reflux stirring. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) and poly-dimethyl siloxane hydroxy-terminated (PDMS-OH) were used for the formation of silica network and creation of flexibility and hydrophobicity, respectively. Titania nanoparticles were used in the form of titania/silica core/shell as ultraviolet absorber. The synthesized nanocomposite was applied on the microscope slides and tiles by dip coating technique. The properties of nanoparticles and coatings were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Transmission electron microscopy (TEM) and water contact angle measurement. The results revealed that formation of titania/silica core/shell structure was successful. The investigation of PDMS content effect on transparency, cohesion and hydrophobicity of the coating confirmed that the optimum content of this siloxane was around 20 wt.%. In general, the results showed that the silica-based hybrid nanocomposite reinforced with TiO2/SiO2 core/shell nanoparticles could produce a transparent and hydrophobic coating for tile and glass protection.

    Keywords: Silica-based inorganic-organic hybrid nanocomposite, Titania, silica core, shell nanoparticles, Hydrophobic coating, Tile
  • R. Karimi Chaleshtori, M. R. Saeri*, A. Doostmohammadi Pages 27-43

    Silver nanowires (AgNWs) are considered as one-dimensional nanostructures, which have received much attention due to their nanoscale size, high aspect ratio, high electrical and thermal conductivity, optical transparency and high mechanical stability. Preparation of AgNWs by polyol process is remarkably sensitive to the interactions between synthesis parameters. In this study, the effect of the simultaneous change of four synthetic parameters, namely the reaction temperature, the molecular weight of polyvinylpyrrolidone (PVP) stabilizer, the amount of sodium chloride, as well as, the solution mixing rate by the polyol process was reported. The results of field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM) confirmed that the synthesized AgNWs were below 100 nm. X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) analysis, as well as, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) confirmed that the formed AgNWs were free of impurities. It was also found that temperature, molecular weight of PVP, salt concentration and solution mixing rate caused a significant change in the morphology of AgNWs. More importantly, a strong interaction was created in the preparation process of AgNWs by adjusting the parameters.

    Keywords: Silver nanowires, Polyol, Polyvinylpyrrolidone
  • R. Moradi, M. Roshanaee, H. Mostaan*, F. Nematzadeh, M. Safari Pages 45-63

    In this research, microstructure and mechanical properties of laser welded joints between 2304 duplex stainless steel and Inconel 718 nickel-based super alloy were investigated. Microstructural evolution in the various areas of welded joints and also the effect of welding parameters on the mechanical properties of dissimilar joints were studied. Response surface methodology based on the central composite design was used in order to find the optimum welding parameters. Effective parameters of the welding process including laser power, travel speed and defocusing distance were set in the range of 1000 to 1900 W, 1 to 5 mm/s and -1 to 1 mm, respectively. Uniaxial tensile test was used to evaluate the fracture force of weld joints. The microstructural observations and phase evolutions were studied using optical microscope. It was found that the fracture force of the weld joints firstly increased by travel speed and defocusing distance and then decreased by further increase. The maximum fracture force was obtained when laser power, travel speed and defocusing distance were 1900 W, 3 mm/s and 0 mm, respectively. The center line of weld metal was mainly consisted of equiaxed grains where, columnar grains were formed in the fusion line. The obtained results from the hardness measurement showed that the hardness of Inconel 718 was decreased due to dissolution of TiC and NbC particles.

    Keywords: Duplex stainless steel, Nickel based super alloy, Optimization, Laser welding
  • M. Shayestefar, A. R. Mashreghi*, S. Hasani Pages 65-81

    Mn0.8Zn0.2Fe2-xDyxO4 (where x= 0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1) ferrite nanoparticles were synthesized by auto- combustion sol-gel method for the first time in this study. The effect of Dy-doping on the structural and magnetic properties of the produced specimens was examined using the X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), vibrating sample magnetometery (VSM), and field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The results showed that a cubic spinel structure was formed in all of the synthesized specimens. It was also found that the addition of Dy increased the lattice parameter while decreased the average of crystallites size. Furthermore, the FE-SEM micrographs showed that Dy not only plays an effective role in reducing the agglomeration of nanoparticles and their distribution, but also reduces the average of particle size. It was also observed that the addition of Dy had no effect on the morphology of the synthesized nanoparticles. Investigation of the magnetic properties revealed a clear decrease in the saturation magnetization and coercivity by the Dy addition. So that the saturation magnetization of the samples decreased from 66.3 to 58.4 emu/g and the coercivity decreased from 78.5 to 71.9 Oe.

    Keywords: Mn-Zn Ferrite, Sol – Gel, Nanoparticles, Magnetic Properties, Structural Properties
  • M. Khosravi*, M. Mansouri, A. Gholami, Y. Yaghoubinezhad Pages 83-98

    In this research, the effect of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) nanosheets on the mechanical and microstructural properties of AISI 304 stainless steel welded joints produced by the flux-cored arc welding (FCAW) method was investigated. Light microscope, field emission scanning electron microscope (FE-SEM) equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction analysis (XRD), Raman spectroscopy, and tensile strength test were used to characterize the samples. GO was synthesized by modified Hummers’ method and reduced by hydrazine. Accordingly, the pastes of GO and RGO in different concentrations of 1, 3, and 10 mg/ml were applied in the groove. The results demonstrated that increasing the RGO concentration up to 10 mg/ml improves the tensile strength and hardness values of welded joints up to 23% and 43%, respectively. It seems that RGO nanosheets have a significant effect on the mechanical properties of the welded joints by pinning of dislocations.

    Keywords: Flux-cored Arc Welding, Graphene, AISI 304 Stainless Steel, Microstructure
  • M. Judaki*, M. Seifollahi, S. M. Abbasi, S. M. Ghazi Mir Saeed Pages 99-112

    In this article, the effects of Pr and Nd were investigated on the microstructure and absorption/desorption characteristics of MmNi5 hydrogen storage alloy. The alloys were prepared in Vacuum induction furnace and the microstructures and phases were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive X-ray analysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Hydrogen absorption/desorption characteristics was performed on Sievert apparatus. The results showed that the microstructure of the alloys consist of matrix, second phase as a result of Al segregation, porosities and cracks. The amount of second phases and Al in this phase in Mm(Pr,Nd)Ni4.7Al0.3  is less than MmNi4.7Al0.3. Al in Mm(Pr,Nd)Ni4.7Al0.3 were more homogenized. Pressure-Composition Isotherms of hydrogen absorption/desorption at 25˚C showed that for MmNi4.7Al0.3 and  Mm(Nd,Pr)Ni4.7Al0.3, absorption pressures were 14.52 and 9.90 bar,  desorption pressures were 5.53 and 5.49 bar, hydrogen storage capacities were 1.37 and 1.33 wt. % and hysteresis were 0.73 and 0.58, respectively. These results are useful in industrial applications, because of inconsiderable decrease in hydrogen storage capacity and the other positive variation in absorption/desorption characteristics, especially the hysteresis and absorption pressure.

    Keywords: MmNi5 Alloy, Microstructure, Hydrogen Storage, Nd, Pr, PCT curves
  • R. Amirarsalani, M. Morakabati*, R. Mahdavi Pages 113-131

    In this research, the hot deformation behavior of W360 tool steel was investigated using hot compression test at 1000-1200°C and strain rates of 0.001, 0.01, 0.1, and 1 s-1. According to the results, dynamic recrystallization was found the most important restoration factor of this alloy during hot deformation. Recrystallization was enhanced with an increase in temperature and strain rate. Also, the hot working process was optimized by drawing the processing map of this steel. Microstructural images obtained from the hot compression test showed that recrystallization started at 1000°C and the strain rate of 0.01 s-1 and developed with increasing temperature and strain rate due to an increase in the stored energy and suitable regions for nucleation. The results of drawing the processing map showed that the best hot deformation region was the temperature range of 1050-1150°C and strain rates of 0.1-1 s-1.

    Keywords: W360 hot work tool steel, Hot compression test, Dynamic recrystallization, Processing map
  • H. R. Karimi, H. Mansouri, M. R. Loghman Estarki*, M. Tavoosi, H. Jamali Pages 133-150

    This study aimed to compare the phase changes and morphology of yttria-stabilized zirconium oxide powders (YSZ) synthesized by co-precipitation and molten salt methods. Ammonia precipitating agent was used for the synthesis of YSZ powder by co-precipitation method and a mixture of sodium carbonate and potassium carbonate salts was used as a molten salt in the molten salt method. Samples were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermal Gravimetric Analysis (TGA), and Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis. The results showed that only the sample prepared with zirconium oxychloride and yttrium nitrate by co-precipitation method had a single phase of yttria-stabilized zirconium oxide with tetragonal crystal lattice and particle size distribution in the range of 30 to 55 nm. The powder synthesized by the molten salt method contained a mixture of zirconia with monoclinic crystal lattice and yttria stabilized zirconia with tetragonal crystal lattice and particle size of 200 nm.

    Keywords: Yttria stabilized zirconia, Co-precipitation, Molten salt