نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 3 (زمستان 1386)

در این پژوهش به منظور دست یابی به شکل کامل نمودارهای تنش کرنش فولاد DIN 1.7765 در منطقه تبلور مجدد جزئی، از اصل ثابت بودن نسبت تنش بحرانی شروع تبلور مجدد دینامیکی به تنش حالت پایا در تغییر شکل گرم استفاده شد. ابتدا این نسبت برای فولاد مورد تحقیق تعیین و سپس با استفاده از یک مدل ریاضی، نمودارهای سیلان پیش بینی شد. مقایسه نتایج محاسباتی پیش بینی شده و نتایج تجربی تنش سیلان بیانگر توافق بسیار مناسب بین آنها است. همچنین تابعیت تنش حالت پایا از شرایط تغییر شکل برای این فولاد مورد بررسی قرار گرفت و معادله ریاضی آن تعیین شد.

در این تحقیق اثر اندازه دانه و دمای آنیل روی چگالی دوقلویی های آنیلینگ و همچنین تاثیر مرزهای دوقلویی های آنیلینگ بر روی خواص مکانیکی برنج 30-70 بررسی شده است. به این منظور پس از آلیاژسازی برنج 30-70 و چندین مرحله نورد گرم، ورق هایی از آن به میزان 70 درصد کاهش ضخامت تحت نورد سرد قرار گرفتند. سپس نمونه ها در محدوده دمایی °C900-400 و زمان های مختلف در حمام نمک مذاب به صورت ایزوترمال آنیل شدند. با اندازه گیری اندازه دانه و چگالی دوقلویی ها، اندازه دانه مؤثرکه در محاسبه آن مرز دانه و مرز دوقلویی لحاظ شده، به روش تقاطع خطی و با استفاده از تئوری Pande و همکارانش محاسبه گردید. اندازه دانه مؤثر محاسبه شده در رابطه هال- پچ لحاظ گردید و بر اساس آن مقادیر و Kبه ترتیب برابر 8/22 و 58/118 برای رابطه هال- پچ اصلاح شده به دست آمد.

در این تحقیق سطح پوشش الکترولس نیکل – فسفر پوشش داده شده بر روی فولاد ساده کربنی تحت عملیات سطحی لیزری قرار گرفت. در بهترین شرایط عملیاتی انرژی خروجی 130 و 200 میلی ژول، سرعت حرکت پرتو لیزری 40 میلیمتر بر دقیقه، ساختاری دندریتی و یک لایه نازک اکسید نیکل بر روی پوشش ایجاد شد. ریز ساختار، ترکیب شیمیایی و تعیین فازهای موجود با استفاده از میکروسکوپ نوری، الکترونی روبشی وآنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین رفتار خوردگی پوشش لیزر شده در محلول 5/3 % کلرید سدیم با استفاده از روش الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که پس از عملیات سطحی لیزری یک ریز ساختار دندریتی و فاز اکسید نیکل تشکیل شده است و رسوبات فسفید نیکل که در فرآیندهای تعادلی تشکیل می گردند و اثرات مخربی بر رفتار خوردگی دارند، تشکیل نشده اند. مطابق نتایج آزمون های خوردگی پتانسیل خوردگی نسبت به پوشش خام نجیب تر شده وسرعت خوردگی پس از عملیات لیزری نسبت به پوشش خام از مقادیر کمتری برخوردار است.

سوپرآلیاژ Rene80 به عنوان آلیاژ مورد استفاده در ساخت پره توربین های جت، دارای خواص بالای مکانیکی و پایداری ریزساختاری حین کار کرد دمای بالای موتور می باشد. در این تحقیق تاثیر عملیات حرارتی پیرسازی بر رشد رسوبات g¢ در سوپرآلیاژ Rene80 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه هایی از این سوپرآلیاژ به مدت 2 ساعت در دمای 1204 درجه سانتیگراد تحت عملیات همگن سازی و سپس به مدت 4 ساعت در دمای 1095 درجه سانتیگراد تحت عملیات انحلال قرار گرفتند. پس از این نمونه ها در دماهای 850، 900 و 950 درجه سانتیگراد برای زمان های تا 144 ساعت تحت عملیات پیرسازی قرار گرفتند. ریز ساختار سوپرآلیاژ Rene80 با هدف تعیین سنیتیک رشد رسوبات g¢، با استفاده از روش های متالوگرافی بررسی شده است. نتایج بررسی ها نشان داد که سینیتیک رشد ذرات g¢ در محدوده آزمایش از تئوری LSW پیروی نموده و رشد ذرات توسط نفوذ حجمی کنترل می شود. پدیده مهم پیوستگی ذرات از زمان های اولیه پیرسازی به وقوع پیوسته است. مقدار انرژی فعال سازی اندازه گیری شده لازم برای فرآیند درشت شدن که تحت کنترل نوسانات اتمی بوده و فعال شده با گرما است در سوپرآلیاژ Rene80 برابر J/mol 253000 به دست آمد که بسیار نزدیک به انرژی فعال سازی لازم برای نفوذ عناصر Ti و Al در زمینه نیکل fcc که J/mol 256900 و J/mol 286000 است، می باشد.

در این پژوهش رفتار زینتر پذیری، تبلور و قابلیت ماشین کاری شیشه های سیستم F، B2O3، K2O، MgO، Al2O3، SiO2 مورد بررسی قرار گرفت. با انتخاب یک فرمول مبنا و با افزودن عوامل جوانه زایی از قبیل TiO2، Cr2O3 و ZrO2 ترکیب شیشه سرامیک مناسب از نظر زینترپذیری و قابلیت ماشین کاری حاصل شد.
پارامترهای مختلفی از قبیل ابعاد و نحوه توزیع ذرات میکا در ریزساختار، اندازه تراشه های حاصل از ماشین کاری ()، استحکام و سختی قطعات زینتر شده تعیین و با مشاهدات تجربی مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده به نظر می رسد که شدت نسبی پیک مربوط به میکا در الگوهای XRD، سختی و اندازه تراشه های بعد از ماشین کاری () شاخص های مناسبی برای ارزیابی قابلیت ماشین کاری این نوع شیشه سرامیک ها می باشند.

تاکنون مهمترین مواد مورد استفاده در ساخت نافذهای پرانرژی، آلیاژهای اورانیوم بوده است. این آلیاژ به علت خواص مناسبی همچون خودتیزشوندگی و آتش زایی، ترجیح بر مواد دیگر در کاربرد گلوله های ضدزره دارد. ولی امروزه به خاطر مسائل زیست محیطی تمایل بسیار زیادی وجود دارد که ازمواد دیگری به جای آلیاژهای اورانیوم ضعیف شده (DU)، استفاده گردد. یکی از بهترین مواد جایگزین، آلیاژهای سنگین تنگستن ((WHA می باشد. این آلیاژها ترکیبی از عناصری همچون تنگستن، آهن و نیکل بوده و دارای قدرت نفوذ بالا با انرژی جنبشی مناسب می باشند. همچنین امکان ایجاد خاصیت Self sharpening (خود تیزشوندگی) در این آلیاژها از طریق ایجاد تنش های پسماند کششی و پیچشی میسر است. از این جهت که خواص این آلیاژها به شدت به عملیات حرارتی و نوع زینترینگ وابسته است، در این پژوهش به بررسی این عوامل پرداخته شده است.

با بهره گیری از فرایند مکانوشیمی در دمای محیط ذرات بسیار ریز کاربید بور از احیا اکسید بور با کربن و منیزیم تولید شد. محصول پودری بعد از آسیاب شدن در یک آسیاب گلوله ای سیاره ای و حل سازی در اسید توسط دستگاه XRD آنالیز فازی شد. آزمایش ها در نسبت جرمی گلوله به پودر معادل 20 و نسبت جرمی اکسید بور، کربن و منیزیم به ترتیب 10 و 1 و 11 انجام شد. نتایج XRD محصولات بعد از 40 ساعت و 10 ساعت آسیاب ایجاد فاز کاربید بور را نشان دادند.

نوع عملیات حرارتی پس از انجام عملیات کربن دهی، می تواند تاثیر به سزایی بر رفتار خستگی فولاد CE2داشته باشد. در این پژوهش، خواص مکانیکی فولاد CE2 با انجام دو فرایند عملیات حرارتی کوئنچ مستقیم و کوئنچ یک مرحله ای پس از کربن دهی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با استفاده از عملیات حرارتی کوئنچ یک مرحله ای، خصوصیات مکانیکی فولاد مذکور از قبیل سختی واستحکام کششی نسبت به کوئنچ مستقیم افزایش یافت. سطح شکست نمونه های خستگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت.
مطالعه سطح شکست نمونه های خسته شده نشان داد که در نمونه های حاصل از عملیات حرارتی کوئنچ مستقیم، گسیختگی به صورت ترد بیش از 50 درصد مقطع شکست را در بر گرفته است در صورتی که در نمونه های حاصل از عملیات حرارتی کوئنچ یک مرحله ای گسیختگی به صورت ترد در کمتر از 20 درصد سطح مقطع شکست را در بر دارد.