فهرست مطالب

علم مواد - سال دوم شماره 2 (بهار 1389)
  • سال دوم شماره 2 (بهار 1389)
  • تاریخ انتشار: 1389/04/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • وحید رمضانی، حسین عربی، سعید رستگاری، ضیاء والفی صفحه 4
    اسپری شعله ای به خاطر گستردگی مواد مورد استفاده و هزینه پایین، یکی از فرایندهای پرکاربرد در فراوری پوشش ها به شمار می رود. اما چسبندگی ضعیف بین اسپلت ها و بین پوشش و زیرلایه و تخلخل بالای پوشش، از معایب عمده این روش است. برای غلبه بر این مشکل، پوشش های به دست آمده از این فرایند، تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. پوشش های NiCrBSi، مقاومت سایشی و خوردگی بالایی داشته و در اجزایی که تحت شرایط سخت تریبولوژیکی قرار دارند، به کار برده می شوند. در تحقیق حاضر پوشش های پایه نیکل NiCrBSi، با استفاده از تکنیک اسپری شعله ای فراوری شده و تاثیر پارامترهای اسپری شعله ای و عملیات حرارتی بر ریزساختار آنها بررسی گردید. نتایج نشان داد که پوشش های به دست آمده در میزان تغذیه پودر g/min150 و فاصله اسپری cm15 که بر روی زیرلایه های سندبلاست شده، اعمال گردیده اند، از ریزساختار لایه ای تشکیل شده اند که این لایه ها به خوبی روی یکدیگر پخش شده و کمترین مقدار تخلخل را دارا هستند. نتایج بررسی های فازی نشان داد که فازهای Ni، CrB، (Cr،Fe)7C3، Ni3B و Ni5Si2 در ریزساختار پوشش های عملیات حرارتی شده تا دمای C 1075 قابل شناسایی هستند. همچنین در پوشش های عملیات حرارتی شده در دمای C 1100، علاوه بر فازهای ذکر شده، فاز Cr2Ni3B6 نیز شناسایی شد
    کلیدواژگان: پوشش NiCrBSi، اسپری شعله ای، عملیات حرارتی
  • سید علیرضا سقاییان نژاد، علیرضا نصر اصفهانی، احمد ساعتچی صفحه 20
    آبکاری با جریان منقطع از جمله فرایندهایی است که به طور گسترده برای کاربردهای صنعتی به منظور بهبود مقاومت خوردگی و خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق پوشش کرم از حمام آبکاری کرم استاندارد توسط جریان مستقیم و منقطع بر روی سطح یک ورق فولادی از جنس st37 ایجاد شد. از بین پارامترهای جریان منقطع، سیکل کاری مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی مورفولوژی و اندازه گیری ضخامت پوشش از میکروسکوپ های نوری و الکترونی و جهت بررسی خواص سایشی پوشش از آزمون سایش پین روی صفحه استفاده شد. نتایج نشان داد که ضخامت پوشش و دانه بندی آن وابستگی زیادی به سیکل کاری و نسبت زمان روشن و خاموش دارد؛ به طوری که کاهش سیکل کاری، موجب کاهش ضخامت پوشش و ریز شدن دانه بندی و تغییر مورفولوژی از حالت هرمی مثلثی شکل به حالت مکعبی و افزایش مقاومت به سایش خواهد شد.
    کلیدواژگان: پوشش الکتروشیمیایی کرم، آبکاری منقطع، سیکل کاری، سایش
  • حسین اصغری شیوایی صفحه 28
    سرامیکهای نوری بخش مهمی از فناوری در صنایع اپتیک را تشکیل می دهند. فلورید منیزیم یکی از این سرامیکهای نوری است که کاربردهای متنوعی از جمله در حسگرهای مادون قرمز به عنوان پنجره مادون قرمز دارد. از مزایای فلورید منیزیم نسبت به مواد دیگر، دوام بالا و خواص مکانیکی و حرارتی مناسب آن است. پنجره باید در محدوده طول موج مورد نظر شفاف باشد و درصد بالایی از اشعه رسیده را از خود عبور دهد و به سمت حسگر هدایت کند. در این پروژه از پودر فلورید منیزیم بوسیله روش پرس داغ نمونه های پلی کریستال تهیه گردید و تاثیر پارامترهای فرآیند و ریز ساختار بر روی خواص اپتیکی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان د اد که مهمترین مشکل برای رسیدن به عبوردهی بالا حذف حفره ها و رشد دانه می باشد. البته اثر بازتاب از سطح نیز تاثیر زیادی بر نتایج به دست آمده داشته است.
    کلیدواژگان: فلورید منیزم، سرامیک نوری، پنجره مادون قرمز، پرس داغ، خواص نوری
  • محمدرضا فروغی، سعید کرباسی، میرعبدالله سیدسجادی صفحه 36
    در این تحقیق پودر نانوکریستال هیدروکسی آپاتیت از ترکیب نیترات کلسیم و پنتوکسیدفسفر به روش سل-ژل تهیه شد. ژل حاصل از این روش به دو صورت حلال شفاف و نیمه شفاف بدست آمد. نتایجی که از آنالیز FT-IR و XRD بدست آمد، نشان داد که پودر تولید شده، هیدروکسی آپاتیت می باشد. عدم نیاز به الکوکسید در این روش باعث تمایز با روش های دیگر تهیه هیدروکسی آپاتیت به روش سل- ژل شده است. الگوی پراش اشعه ایکس نشان داد که بعد از فرآیند عملیات حرارتی در C900 به مدت 12 ساعت در معرض هوا، تکفاز هیدروکسی آپاتیت ظاهر می شود. تصاویر SEM نشان داد که بعد از فرآیند عملیات حرارتی در C900، نانوکریستالهای هیدروکسی آپاتیت به ابعاد 50 نانومتر حاصل شده است.
    کلیدواژگان: هیدروکسی آپاتیت، سل، ژل، پودر نانوکریستال، FT، IR
  • اسلام رنجبر نوده، امیرحسین کوکبی، سیامک سراج زاده آلفونس فیشر، زابینه وایس، اشتفانی هانکه صفحه 46
    مشخصات ریزساختاری و اثر پارامترهای جوشکاری بر اندازه دانه، تفاوت جهت گیری موضعی و مرزدانه های با زاویه کم، در جوش های حاصل از روش TIG فولاد زنگ نزن AISI 409 بررسی گردید. مشاهده شد که فلز پایه حالت نیمه تبلور مجدد یافته ای دارد. بعد از فرایند اتصال، به واسطه حرارت جوشکاری، تبلور مجدد کامل همراه و سپس رشد دانه شدید در منطقه متاثر از حرارت روی داده و نیز کاهش در تعداد مرزدانه های با زاویه کم در منطقه متاثر از حرارت دیده می شود. با این حال، کرنش پلاستیک ناشی از جوشکاری عاملی افزایشی بر میزان تفاوت جهت گیری و میزان مرزهای با زاویه کم می باشد. نتایج نشان می دهد که حالت نهایی کرنش در منطقه متاثر از حرارت در واقع نتیجه رقابتی است که بین کرنش عمر پلاستیک جوشی و رهایش کرنش ناشی از تبلور مجدد می باشد
    کلیدواژگان: EBSD، فولاد زنگ نزنAISI 409، رشد دانه، مرزدانه با زاویه کم، جهت گیری موضعی
  • وحید نظرپور، عبدالرضا سلطانی پور، خسرو فرمنش صفحه 54
    امروزه به دلیل خواص ویژه آلومینیوم، آلیاژهای آن دارای کاربرد وسیعی شدهاند. آلیاژهای سری 5000 نیز از این قائده مستثنی نبوده و یکی از آلیاژهای جدید این گروه Al-4.5Mg است. این آلیاژ در اثر کارسختی به استحکام بالایی در حد MPa 330 میرسد. مشکل این آلیاژ در حین جوشکاری ذوبی، کاهش تنش تسلیم و استحکام نهایی کششی در اثر تبلورمجدد و رشد دانه در منطقه متاثر از حرارت (پدیده نرم شدن منطقه متاثر از حرارت) است. در این پژوهش تاثیر تغییر شدت جریان جوشکاری با فرآیند تیگ پالسی بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی این آلیاژ مطالعه شده است. ریز ساختار کلیه جوشها بررسی شد و مشخص شد با کاهش شدت جریان استحکام کششی مواد افزایش می یابد. تمام نمونه های جوشی از منطقه جوش شکستند. منطقه جوش نمونه ها به دلیل کاهش گرمای ورودی در این جوشکاری ساختار ریزی را نشان دادند. سختی در منطقه تحت تاثیر حرارت ناشی از ساختار درشت دانه، پایین ترین مقدار را داشت. همچنین با افزایش شدت جریان، سختی مناطق مختلف کاهش یافت. بهترین شدت جریان بین 220 و 240 آمپر انتخاب شد
    کلیدواژگان: جوشکاری TIG پالسی، آلیاژ آلومینیوم، جریان پالسی، استحکام کششی، سختی، ریزساختار
  • محمد سعید ارمی، علی شفیعی، رضا ابراهیمی کهریزسنگی صفحه 68
    آلیاژ چدن پرکروم به دلیل سختی و مقاومت به سایش بسیار بالا در صنعت سیمان و معادن کاربرد زیادی دارد. این در حالی است که امروزه بالا بردن مقاومت به ضربه و چقرمگی این آلیاژ به موضوع مهمی در تحقیقات بدل شده است. در این پژوهش تلاش شده است تا تاثیر استفاده از فیلتر فومی سرامیکی از جنس SiC بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ چدن سفید حاوی 17% کروم مورد مطالعه قرار گیرد. بدین منظور ابتدا مدلی طراحی و ساخته شد تا بتوان اغلب نمونه های استاندارد آزمون های مکانیکی از قبیل سختی سنجی، مقاومت به ضربه، بررسی سطح شکست و مقاومت به سایش و همچنین متالوگرافی، با کمترین میزان نیاز به تراشکاری، آماده سازی شوند. در نهایت، آزمون های فوق بر روی نمونه های استاندارد تهیه شده از این دو آلیاژ انجام پذیرفت و نتایج حاصله مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. این نتایج نشان دهنده افزایش اندکی در مقاومت به ضربه و مقاومت به سایش و نیز کاهش سختی این آلیاژ بودند. همچنین مشاهده شد که بکارگیری فیلتر فومی سرامیکی، تاثیر بارزی بر مورفولوژی فازها و ریزساختار این آلیاژ نخواهد داشت. اما شکست نرمتر و ترک های همگن تری را در نمونه بدنبال دارد.
    کلیدواژگان: چدن پرکروم، فیلتر فومی سرامیکی، آخال
|
  • Vahid Ramezani, Hossein Arabi, Saeed Rastegari, Zia Valefi Page 4
    Flame spray is a widely used coating process due to its low cost and wide variety of usable materials. But weak adhesion between splats as well as between coating and substrate and also high amounts of coating porosity are main drawbacks of this technique. To overcome these problems, usually heat treatment process is applied on these coatings. The NiCrBSi coatings which have high wear and corrosion resistance are used at severe tribological conditions. In the present research, Ni-Based NiCrBSicoatings were applied on CK45 steel substrates by flame spray and the effect of spray and heat treatment parameters on their microstructure were studied. The results showed that applied coatings on the sand blasted substrates under the condition of 150 g/min powder feed rate and 15 cm spray distance, have laminar splat microstructure with the lowest amounts of porosity. Also the effect of heat treatment’s temperature and time on the microstructure and generated phases in the coatings was investigated.Phase analysis showed that Ni, CrB, (Cr,Fe)7C3, Ni3B and Ni5Si2 phases are generated in the coatings microstructure which were heat treated at 1075°C. In addition to theses phases, Cr2Ni3B6 phase was also detected in the coatings which were heat treated at 1100°C.
  • Alireza Saghaiannejad, Alireza Nasr, Ahmad Saatchi Page 20
    Pulse plating processes are widely used in a variety of industrial applications to improve corrosion resistance and mechanical properties of metals and alloys surfaces. In this study chromium plate is deposited on the surface of a st37 steel plate from a standard chromium plating bath using direct and pulse current electroplating method. Among different pulse parameters, duty cycle was optimized to obtain better properties. Surface morphology and coating thickness were investigated using scanning electron and optical microscopes. Wear properties and friction coefficient were investigated using a pin-on-plate reciprocating wear machine. The results showed that the crystal growth and grain size significantly depend on the duty cycle and on/off time ratio. Decreasing duty cycle, cause to uniform and fine grain size, increased resistant to wear and changing morphology of the coating from needle like to cubic structure.
  • Hossein Asghari Shivaee Page 28
    Optical ceramics forms an important section of technology in optical industry. Magnesium fluoride is one of these optical ceramics, which has various applications such as infra-red domes. In comparison with other optical materials MgF2 has high durability and suitable mechanical and thermal properties. These windows must be transparent in the suitablerange and transmit high percent of incident IR beam towards the detector. In addition to optical properties these windows must have suitable physical, mechanical, thermal, and chemical properties. In this study MgF2 polycrystalline samples were produced using hot pressing process and effect of process parameters and microstructure on optical properties and densification were studied. Results showd that main problem for achievinghigh transmittance is removing porosity and control of grain growth.Although surface reflection greatly decreased transmittance, this effect can be removed by adequate optical polishing
  • Mohammad Reza Foroughi, Saeed Karbasi, Mir Abdollah Seyed Sajadi Page 36
    Nanocrystalline powders of hydroxyapatite (HA) were prepared from Ca(NO3)2·4H2O and P2O5 using a simple sol–gel approach. The resultant gel precursors obtained based on the concentration of the starting solutions were either transparent or translucent. Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) results combined with the X-ray diffraction (XRD)indicated the presence of amorphous HA in the as-dried gel precursor. Xray patterns collected on the powder after heat-treatment at 900 °C for 12 h in air exhibited single phase of HA. Scanning electron microscopy (SEM) showed that nanocrystalline (50 nm) HA particles have obtained in the powder after heat treatment at 900◦C.
  • Eslam Ranjbarnodeh, Amir Hossein Kokabi, Siamak Serajzadeh, A. Fischer, S. Weiss, S. Hanke Page 46
    In the present study, microstructural characteristics of tungsten inert gas (TIG) welded AISI409 ferritic stainless steel were studied. The effect of the welding parameters on grain size local misorientation and low angle grain boundaries was investigated. It was found that the base metal has partial recrystallization state. After the joining process due to heating cycle, complete recrystallization followed by severe grain growth in theHAZ. A decrease in the number of low angle grain boundaries in HAZ was observed. Nevertheless the welding plastic strain is an increasing factor for local misorientation and low angle grain boundaries. This investigation shows that the final state of strain is the result of the competition between welding plastic strains and stress relieving from recrystallization.
  • Vahid Nazarpoor, Abdoreza. Soltanipoor, Khosrow Farmanesh Page 54
    Aluminum alloys are largely used because of their inherent good properties. Nowadays, 5xxx series alloys are developed and one of their new categories is Al-4.5Mg. High strength in this alloy is due to work hardening. It has ultimate tensile strength of 330 MPa. The most important challenge during fusion welding of this alloy is HAZ softening. The aim ofthe present investigation is to study the effect of pulse current on mechanical and metallurgical properties of AA5083 aluminum alloy welds through pulsed tungsten inert gas (TIG) welding process. Microstructures of all the welds were studied and correlated with the mechanical properties. It was seemed that pulse current, has an optimum amount to reach the highest strength. All the welded specimens were failed within theweld region. Pulsed welds showed fine grain structure due to thermal disturbances and decrease in heat input. In general, hardness is lower in HAZ region compared to the weld metal and base metal regions, irrespective of welding technique, which is characterized by the coarse dendrite grains and lack of the strengthener phase. Hardness was highercompared to the continuous welds and this could be due to refinement of grain structure. The best peak current should be selected between 220 & 240 A.
  • Mohammad Saeed Erami§, Ali Shafyie, Reza Ebrahimi Kahrizsangi Page 68
    High-Chromium iron alloy due to hardship and high abrasion resistance of cement and mining industry has many applications. However, now increasing impact strength and toughness of this alloy, the issue has become important in research. This study attempts to influence the use of ceramic foam filters made of SA on alloy microstructure and mechanical properties of white cast iron containing 17% chromium is studied. For thisfirst model was designed to allow most of the standard examples of mechanical tests such as hardness, impact resistance, and resistance to fracture of the surface wear and metallographic, with minimum need for turning, be prepared. Finally, the above tests on standard samples prepared from the two alloys were performed and the results compared and evaluated. These results indicate a small increase in impact strength and resistance to abrasion and also reduce the difficulty of this alloy were.Also observed that application of ceramic foam filters, clear impact on phase morphology and microstructure of this alloy, but failure would be softer and more homogeneous cracks are in the following examples.