مجله مهندسی متالورژی
پیاپی 22 (پاییز 1384)

در فرآیندهای نیمه جامد- نیمه مایع، از مهمترین عوامل موثر بر اندازه ومورفولوژی گلبول های ایجاد شده سرعت سرد کردن اولیه مذاب از ناحیه فراگداز تا ناحیه خمیری است، که بر روی اندازه دندریت های اولیه تاثیر گذار می باشد. این بازوهای دندریتی با اعمال نیروی بر شی بر مخلوط نیمه جامد- نیمه مایع شکسته شده و با تغییر فرم به حالت رزی شکل و نهایتا گلبولی تبدیل می شوند. در این پژوهش با انتخاب چهار نرخ سرمایش متفاوت برای سرد کردن مذاب از فراگداز تا ناحیه نیمه جامد- نیمه مایع و همزدن مکانیکی در حالت هم دما ساختار گلبولی ایجاد شده است. به منظور مطالعه تاثیر سرعت سرد شدن روی اندازه بازوهای دندریتی الیاژ نیمه جامد- نیمه مایع(سرد شده با چهار نرخ متفاوت) بدون هم زدن در اب سرد کوئنچ شده ونمونه ها تحت مطالعات میکروسکوپی قرار گرفتند. ارتباط کمی بین اندزاه بازوهای دندریتی و اندازه گلبول ها مورد بررسی قرار گرفت.

در این مقاله امکان تولید آمیژان Al-si به روش احیاء حرارتی در کریولیت مذاب حاوی کائولن (Al2o302SiO202H2O) بررسی شده است نقش کائولن در مذاب کریولیت، عمدتا تامین کردن سیلیس مورد نیاز جهت احیاء حرارتی آن به سیلسیم بود. درهمین راستا اثر عوامل مختلف نظیر زمان واکنش ها، درصد آلومینا، درصد الومینا، درصد سیلیس و مقدار کائولن موجود در مذاب بر ضریب احیاء سیلیسیم مورد مطالعه قرار گرفت. از میان عوامل مختلف زمان واکنش و نیز سیلیس(درمحدوده حلالیت درکریولیت) موجب افزایش ضریب احیاء شده و در مقابل آلومینا و نیز سیلیس در مقادیری بیش از حد حلالیت، سبب کاهش ضریب احیاء سیلیسیم می گردند. کائولن نیز اثری بر ضریب احیاء نداشته و صرفا باعث تسریع واکنش ها می گردد.

در این تحقیق فولادهای دو فازی (DP) با مورفولوژی های مختلف مارتنزیت (شبکه ای و فیبری) با عمال چرخه های مختلف عملیات حرارتی به دست آمد. خواص کششی و خستگی نمونه ها بررسی شد. سپس نموه های عملیات حرارتی شده تحت پیشکرنش به میزان 3% در دمای پیر کرنشی دینامیکی قرار گرفتند. اثر مورفولوژیکی مارتنزیت بر خواص کششی و خستگی در دمای اتاق این فولادها بعد از پیرکرنشی دینامیکی بررسی و بحث شد. سطوح شکست خستگی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شد. مشخص شد اثر پیرکرنشی دینامیکی (DSA) در فولادهای DP بر افزایش استحکام تسلیم و کششی و خستگی در فولادهای دو فازی با مورفولوژی مارتنزیت رشته ای بیشتر از شبکه ای است. تاثیر بیشتر پیر کرنشی دینامیکی در فولادهای دو فازی با مورفولوژی مارتنزیت رشته ای، به توزیع همگن تر مارتنزیت و نابجایی ها در زمینه ارتباط داده شد. مطالعات سطح شکست خستگی نشان داد که رشد ترک خستگی در فولادهای دو فازی بامورفولوژی مارتنزیت رشته ای نسبت به شبکه ای بیشتر تابع زیر ساختار بوده و ترک مسیر رشدی ترجیحی نسبت به ریز ساختار بر می گزیند.

آلیاژ (Mg-9Al- 0/8Zn-0/2MN) AZ91 مهمترین آلیاژ منیزیم می باشد به گونه ای که این آلیاژ 90% از قطعات ریختگی منیزیم را تشکیل می دهد. ا زجمله خواص این آلیاژ قابلیت ریخته گری عالی، خواص مکانیکی خوب در دمای بالا، کاهش استحکام الیاژ به دلیل نرم شدن فازهای موجود در مرز دانه می باشد به نحوی که استفادهاز این آلیاژ را در بیشتر قطعات موتور خودروها محدود می کند. در این تحقیق تاثیر عناصر خاکی بر روی ریز ساختار وخواص مکانیکی آلیاژ AZ91 در حالت ریختگی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایتج حاصل نشان داد با افزودن این عناصر، فاز بین فلزی میله ای شکل Al11,RE3 در ریز ساختار آلیاژ تشکیل شده و از میزان فاز کاسته می شود و با ریز شدن ساختار آلیاژ شکل این رسوب ها بهبود می یابد. این عناصر تاثیر کمی بر روی خواص مکانیکی آلیاژ در دمای اتاق داشته اما در دمای بالا استحکام آلیاژ را حفظ می نماید.

پوشش های نانوکامپوزیتی فوق سخت، کلاس جدیدی از مواد با ترکیب غیر متعارفی از خواص، شامل سختی،بازیابی الاستیک، پایداری حرارتی و مقاومت بالا در مقابل اشاعه ترک می باشند. در این مقاله مکانیزم سخت گردانی و روش های ایجاد این پوشش ها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین بابررسی مبانی فیزیک و مکانیک متعارف در یک مقیاس کوچکتر تصویری ساده و قابل فهم از این مواد ترسیم شده است. همچنین روش های سنجش خواص مکانیکی مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این تحقیق، گوگردزایی در حین تولید آلیاژهای نیکل- کروم درکوره ESR مورد بررسی قرار گرفته است. در این فرآیند نیکل به صورت الکترود و اکسید کروم به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار گرفت. سرباره اولیه مورد استفاده در این فرآیند از دو جزء فلورین (CaF2) و آهک (CaO) تشکیل شده است. بعد از ذوب سرباره توسط الکترود نیکلی، قرص های حاوی پودر اکسید کروم و آلومینیوم داخل سرباره مذاب شارژ می شوند. کروم حاصل از احیای الومینوترمی Cr2O3 با نیکل مذاب الیاژ می شود. آلومینای حاصل از واکنش احیای آلومینوترمی اکسید کروم با سرباره اولیه تشکیل ترکیب سه تایی می دهد. در این پژوهش تاثیر ترکیب و دمای سرباره بر روی فرآیندگوگردزدایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش همزمان Al2O3 در ترکیب سرباره و دمای سرباره، بدلیل افزایش Cr2O 3 در هر آزمایش درصد گرگردزایی افزایش یافت، به طوری که درصد متوسط حذف گوگرد در این فرایند 76 درصد بدست آمد.

الیاژهای منیزیم حاوی عناصر خاکی کمیاب به علت برخوردار بودن از استحکام ویژه بالا بخصوص در شرایط رسوب سخت شده مورد توجه صنایع هوا فضا و خودرو می باشند. الیاژ EK10 با ترکیب شیمیایی نمونه ای از آنها می باشد که در شرایط رسوب سخت شده t6 از استحکام ویژه و مقاومت خزشی خوب تا برخوردار می باشد. در این پژوهش ضمن بررسی قابلیت رسوب سختی الیاژ مزبور در دماهای 150 و 200 و، مورفولوژی و ساختار بلوری رسوب های ایجاد شده و ارتباط بلوری آنها با زمینه مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که عامل اصلی استحکام، رسوب های ورقه ای شکل با ساختار منظم DO19 بر روی ضخامت {10 10}Mg می باشد. مطالعات دقیق تر نشان داد که آلیاژ مزبور در شرایط ماکزیمم سختی در دمای علاوه بر رسوب های غالب حاوی رسوب های ورقه ای شکل با ساختاری بلوری اورتورمبیک مرکز (BOC) بر روی صفحات {10 10}Mg نیز می باشد. این رسوب ها که کاملا با زمینه همدوس می باشند. از استحاله تدریجی رسوب های در حین عملیات پیر سختی ایجاد می شوند. رسوب های تعادلی با ساختار FCC تنها رسوب هایی بودند که در فرآیند پیرسختی در دمای به صورت غیر همدوس با زمینه ایجاد شدند.

فولاد زنگ نزن 316L یکی از مهمترین و پر مصرف ترین مواد مهندسی در صنایع هوافضا، پزشکی و نفت و گاز است. افزایش خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی این فولاد همواره مدنظر محققان بوده است. حضور آخال های اکسیدی و سولفیدی در ساختار این فولاد از موثرترین عوامل کاهش دهنده استحکام خستگی، مقاومت به ضربه و مقاومت خوردگی است. در این تحقیق، چگونگی کاهش اکسیژن و آخال های اکسیدی در مراحل مختلف اکسیژن زدایی روی فولاد 316L بررسی شده است. بر روی نمونه های اولیه، فرایندهای اکسیژن زدایی با استفاده از کربن در خلا و اکسیژن زدایی روسوبی با عناصر سیلیسیم و الومینیم در اتمسفر گاز نیتروژن انجام شده است. بررسی آماری آخال ها با میکروسکپ نوری، مشاهدات میکروسکپ الکترونی (SEM) و آنالیز (EDS) بیانگر کاهش تعداد و اندازه آخال های اکسیدی و حضور رسوبات نیترید تیتانیم می باشد.

انجام محاسبات تئوریکی به منظور دستیابی به شدت انرژی مصرفی در تغییر شکل های مکانیکی بسیار پیچیده است. و با فقدان اطلاعات علمی و دانش چگونگی تغییر فرم ها غیر ممکن می باشد. نکته اساسی در این گروه از محاسبات، حداقل مقدار کار یا تغییر شکل لازم به منظور تغییر ساختار ریختگی به ساختار نوردی (wrought) است. با مشخص شدن این حد تغییر فرم و با استفاده از روابطه ارائه شده در این مقاله، محاسبه شدت انرژی تئوری تغییر فرم در فرایندهای نورد و اکستروژن امکان می پذیرد. و سپس با اعمال ضرایب منطقی بازدهی در ابزارگان سوختی و الکتریکی می توان مقادیر کاربردی بهینه را بدست آورد و به عنوان هدف از بهینه سازی فرایند شکل دادن مدنظر قرار داد.