فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 14 (زمستان 1385)

فولاد SCM420H از جمله فولادهای کم کربن کم آلیاژ می باشد که به طور عمده در ساخت دنده و شفت اتومبیل استفاده می شود. فرایند حرارتی معمول برای این فولاد کوئنچ و تمپر بوده که منجر به ساختار نهایی مارتنزیت بازپختی می گردد. به دلیل سختی بالای این فولاد و شکست ناشی از آن تحقیقی به منظورکاهش شکست انجام گرفت. بدین منظور ابتدا دما و زمان مناسب آستنیته کردن و خواص مکانیکی آن تعیین شد وسپس در دو دمای آستنیته کردن مختلف، اثر زمان آستمپر بر روی ساختار و خواص مکانیکی این فولاد بررسی گردید.نتایج نشان می دهد دمای آستنیته کردنC o900 اثر استحکامی بهتری بر روی نمونه آستمپر شده دارد.همچنین مشخص گردید که با افزایش زمان آستمپر و افزایش حجم بینیت، حفره های موجود در سطح شکست ریز تر شده که ناشی از نرمتر شدن نوع شکست می باشد.

در این مقاله ضمن مروری خلاصه وار بر پدیده پارگی گرم در آلیاژهای آلومینیم و نیز ارائه معیارهای مربوط برای تبیین ریاضیاتی پارگی گرم، تاثیر حضور منیزیم و سیلیسیم، جوانه زایی، پیشگرم قالب و دمای بارریزی بر تمایل به پارگی گرم در آلیاژ آلومینیم- 5/4 درصد مس مورد بررسی قرار گرفته است. در این حالت منیزیم، در حد 5/0 درصد، اثر مخربی بر مقاومت به پارگی گرم در این آلیاژ داشته و به نظر علت اصلی چنین تاثیری افزایش اکسایش مذاب و فیلم های اکسیدی ونیز افزایش تخلخل در قطعه ریختگی است. در مقابل سیلیسیم اثر مفیدی بر مقاومت آلیاژ در برابر پارگی گرم دارد و اثر آن حتی بیش از اثر جوانه زایی مذاب می باشد.

در سالهای اخیر تولید قطعات مهندسی از چدن نشکن و به روش ریخته گری گسترش فراوان یافته است. میل لنگ موتور از مهمترین قطعات خودرو از جنس چدن نشکن و به روش ریخته گری تولید می شود. در این پژوهش، میل لنگ موتور ملی (EF7) و میل لنگ موتور پژو 206 (TU5) از جنس چدن نشکن گرید GGG70 مورد مطالعه قرار گرفت. میل لنگ موتور TU5 به روش ماسه تر و میل لنگ موتورEF7 به روش پوسته ای ریخته گری می شوند. مقایسه بین دو میل لنگ از لحاظ خواص مکانیکی و ریزساختار صورت گرفت. نمونه های کشش از هردو میل لنگ طبق استاندارد فورد تهیه شد و تحت آزمون استحکام قرار گرفت. نمونه پولکی از هردو میل لنگ تهیه شد و مورد آزمون کوانتومتری قرار گرفت. از مقاطع یاتاقان ثابت و متحرک هردو میل لنگ نمونه تهیه شد و پروفیل سختی از سطح تا مغز استخراج شد. ریزساختار هردو نمونه در موقعیت های مختلف از یاتاقان ثابت و متحرک با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نوری به صورت اچ شده و نشده مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی از ریزساختار و مقاطع شکست نمونه های تست کشش بررسی شد و مرفولوژی کره های گرافیت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که میل لنگ تولید شده به روش ریخته گری پوسته ای نیز بر اساس استاندارد کارخانه فورد خواص مورد نیاز برای کاربرد در موتور خودروها را دارد.

در این مقاله از اصول مکانیک شکست برای بدست آوردن اندازه بحرانی ترکهای عرضی در تاج ریل Grade900A با مشخصات ابعادی UIC60 استفاده شده است. برای این منظور، آزمایش چقرمگی شکست در حالت کرنش صفحه ای برای بدست آوردن مقدار KIC بر روی 5 نمونه انجام شد. پس از این آزمایش، مقدار KIC برابر با فرمول فاکتور شدت تنش ترکهای مورد نظر قرار داده شد تا اندازه بحرانی ترک بدست آید. با مقایسه اندازه بحرانی ترک و اندازه ترکهای موجود در ریل توسط آزمایشهای غیر مخرب، بیشترین استفاده از ریل صورت گرفته و از خطرات ناشی از وقوع شکست در ریل جلوگیری می شود.

تیتانیم و آلیاژهای آن با نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی عالی و خواص مناسب جهت کاربرد در دمای بالا مورد توجه صنایع امروزی به خصوص هوا - فضا و صنایع شیمیایی و غذایی قرار گرفته اند. از طرفی تیتانیم دارای خواص تریبولوژیکی ضعیف از جمله مقاومت به سایش چسبان و خراشان ضعیف، سایش نوسانی، خستگی ناشی ازسایش نوسانی و ضریب اصطکاک بالا می باشد. در این مقاله آلیاژ سازی سطحی تیتانیم با عناصری چون کربن، نیتروژن و آلومینیم برای ایجاد ترکیبات بین فلزی همچون TiN و TiC، TiAl و Ti3Al و استفاده از پوششهای متعدد به منظور اصلاح خواص سایشی با فرآیندهای مختلف از جمله نیتریده کردن با لیزر، نیتریده کردن با پلاسما، پرس ایزواستاتیک گرم، روش استفاده از پوشش با کربن شبه الماس (DLC)، قوس الکتریکی با تنگستن در محیط گازی، لایه IBED CrN و لایه CuNiIn IBED مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با استفاده از یافته های آزمایشات، شرایط و پارامترهای بهینه برای هر روش توصیه شده است.

یکی از روش های بهبود خواص مکانیکی قطعات تولید شده به روش متالورژی پودر عملیات حرارتی می باشد. این تحقیق به منظور یافتن یک فرایند بهینه عملیات حرارتی که در آن قطعات علاوه بر داشتن استحکام، چقرمگی خوبی نیز داشته باشند صورت گرفت. بدین منظور قطعات استوانه ای شکل با ابعاد یکسان و با ترکیب FN-0205، که در ساخت اجزای مکانیکی کاربرد دارد، با استفاده از مخلوط کردن پودرهای پایه آهن، مس و گرافیت و به کمک روش نیمه پیش آلیاژی در دو فشار شکل دهی 220 و 290 کیلو نیوتن تهیه شدند. سپس این قطعات در زمان های مختلف آستنیته و تمپرینگ، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند.
در بررسی های به عمل آمده بهترین سختی و استحکام تسلیم در قطعه با فشار شکل دهی 290KN، آستنیته شده به مدت نیم ساعت در 870oC و کوئنچ در روغن و تمپر به مدت سه ساعت در 200oC مشاهده گردید.

مطالعه حاضر مروری است اجمالی در شناساندن خواص فیزیکی و مکانیکی سوپرآلیاژهای پایه نیکل که در دهه های اخیر نقشی اساسی و بی رقیب در کاربردهای حساس و دقیق دمای بالای فلزات همچون پره های توزبین های گازی و بعضی از اجزای موتور جت ایفاء نموده اند. در این مقاله پس از نگاهی به سه گروه اصلی سوپرآلیاژهای پایه نیکل یعنی آلیلژهای محلول جامد، استحکام-رسوبی و پراکنده-استحکامی، به مکانیزم های استحکام دهی، خستگی، خزش و خوردگی در این آلیاژها اشاره شده و به نقش کلیدی ریزساختار و اهمیت پایدار ماندن آن در حین کاربری دمای بالاپرداخته شده است.