مجله مهندسی متالورژی
پیاپی 15 (بهار و تابستان1382)

آلیاژهای تمییز بخاطر دارا بودن استحکام و تافنس زیاد، عمر خستگی مطلوب، خواص فیزیکی و ضریب اطمینان بالا مورد توجه هستند. تمیزی آلیاژ با معیارهای گوناگونی از قبیل پایین بودن میزان عناصر ناخالصی مضر، پایین بودن آخالهای غیر فلزی و توزیع مناسب آنها تعریف می گردد. تولید و فراوری آلیاژهای با کارائی بالا نیازمند استفاده از روش های ذوب و تصفیه تحت خلا می باشند. روش ذوب القائی تحت خلا و ذوب مجدد قوسی تحت خلا از نیم قرن پیش جهت تولید آلیاژهای ویژه مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله روش های ذوب و تصفیه فوق مورد بررسی قرار گرفته است.

آلیاژ حافظه دار نایتینول (نیکل – تیتانیم) ماده ای است که با اعمال حرارت به شکل از پیش تعیین شده خود رمی گردد. این ماده به لحاظ دارا بودن خواص مکانیکی مطلوب، خصوصیت حافظه داری بی نظیر، در صد سوپر الاستیسیته بالا، مقاومت خوردگی قابل قبول و عدم ایجاد واکنش با بافت، از اهمیت روز افزونی در صنعت و پزشکی برخوردار است؛ بطوریکه حجم تحقیق درباره روش تولید و خواص آلیاژ به سرعا در حال گسترش است. خواص حافظه داری و سوپر الاستیسیته این آلیاژ وابسته به تغییر ساختارهای نختلف از قبیل مارنتزیت به آستنیت، آستنیت به رمبو هدرال و رمبو هدرال به مارتنزیت است که به شدت تابع دماهای شروع و خاتمه تغییر حالت می باشند. نتیجه آخرین تحقیق در رابطه با ساخت آلیاژ نایتینول 50-50، اندازه گیری خاصیت حافظه داری و تعیین قابلیت شکل دهی به فرم بست اتصال استخوان برای دست و جمجمه همراه با تاثیر عملیات حرارتی بر خصوصیات حافظه داری و دماهای تغییر حالت در این مقاله بحث شده است.

برای اتصال سوپر آلیاژ758MA به روش TLP، از آلیاژی با ترکیب Ni-Cr-B-Si به عنوان عامل اتصال استفاده شد. جهت بدست آوردن شرایط بهینه ی اتصال سوپر آلیاژ اولیه در دو حالت ریز دانه و تبلور مجدد یافته مجدد یافته در دمای 1100 درجه ساتیگراد و در زمانهای متفاوت انجام شد. نتایج نشان میدهد که پس از اتصال، اندازه دانه سوپر آلیاژ می باشد. اما وقتی که آلیاژ متصل شده تحت عملیات گرمائی که یکنواخت سازی، در 1360 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت، قرار گیرد اندازه دانه محل اتصال تغییر می کند. در مورد آلیاز ریز دانه با انجام عملیات گرمائی یککنواخت سازی اندازه دانه شدیدا افزایش یافته و باافزایش زمان اتصال افزایش می یابد. اما وقتی آلیاژ در حالت تبلور مجدد یافته به هم متصل و سپس تحت عملیات یکنواخت سازی قرار گیرد اندازه دانه کمی افزایش می یابد. اما مستقل از زمان اتصال است. با انجام عملیات اتصال د رحالت تبلور مجدد یافته ساختار محل اتصال از نظر دانه بندی مشابه با آلیاژ اولیه و بین دانه های محل اتصال و دانه های آلیاژ اولیه پیوستگی وجود دارد. اما ساختار محل اتصال در اتصال ایجاد شده در حالت ریز دانه از نظر دانه بندی کاملا متفاوت با دانه بندی آلیاژ اولیه بوده و پیوستگی وجود ندارد.

تف جوشی در فلزات توسط انرژی لیزری به عوامل متعددی بستگی دارد. شدت انرژی، سرعت حرکت منبع، قطر مؤثر اسعه، درصد هم پوشانی و ضخامت لایه پودر ازجمله مهمترین این عوامل اند. در این پژوهش اثر شرای تولید بر چگالش و ریز ساختار حاصل از تف جوشی مستقیم پودر های آهنی توسط انرژی لیزر مطالعه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که نمودار چالش از روند اکسپتانسیلی پیروی می کند.بدین معنی که با افزایش انرژی مخصوص تا حدود KJ/mm3 0/2سرعت ازدیاد چگالی بسیار زیاد بوده و ریز ساختار حاوی حفره های بسیار بزرگ با ابعاد 1-5/0 میلیمتر است. همچنین دانه بندی فلز و شکل حفره ها همراستا با جهت ساخت کشیده شده اند. با افزایش شدت انرژی سرعت چگالش کاهش می یابد ولی ابعاد حفره ها کوچکتر و ناپیوسته تر می شوند. اگر انرژی ورودی از kj/mm3 8/0 فراتر رود افزایش چگالی ناچیز بوده و حفره ها د رحرکت منبع انرژی کشیده خواهد شد. دراین مقاله، مکانیزم چگالش پودرهای آهنی تحت انرژی لیزر بر مبنای انرژی سطحی و گرانروی مذاب وابسته به شرایط تولید مورد بحث و تحلیل قرار می گیرد.

آهنگری شعاعی از روش های مدرن آهنگری قالب باز بوده که کاربرد وسیعی در تولید قطعات به روش آهنگری دارد. شرایط کارکرد قالبهای آهنگری شعاعی به دلیل تغییرات توام درجه حرارت و بار مکانیکی و ایجاد کرنش زیاد در سطح قالبهای مذکور به گونه ای است که نوع خستگی ایجاد شده در شرایط کارکردی آن به دلیل تغییرات تؤام دما و کرنش به خستگی ترمو مکانیکی (TMF) مشهور است. لذا خستگی ترمومکانیکی(TMF) باعث کاهش شدید عمر قالبهای مذکور می گردد. در این تحقیق ساختار میکروسکوپی قالبهای مذکور می گردد. در این تحقیق ساختار میکروسکوپی قالبهای آهنگری شعاعی در حین (جوشکاری) و کارکرد مورد بررسی قرار گرفته است. برای این بررسی از آزمایشات میکروسکوپ نوری و الکترونی MC روبشی در SEM استفاده شده است. نتایج آزمایشات مطالعه میکروسکوپی بیانگر شکسته شدن ساختار اولیه دندریتی جوش در برابر Udimet 520 سطح قالبهای مذکور و نمایان شدن کاربیدهای MC تشکیل شده در حین ساخت (جوشکاری)، رشد کاربیدهای دمای بالای کارکردی و مناسب بودن ساختار جوش Udimet 520 خستگی ترمومکانیکی می باشد.

در این تحقیق تاثیر حضور خورنده بر خوردگی تنشی ماده مرکب Al-TiB2 با استفاده از آزمون کشش با نرخ کرنش کم بررسی شده است. به این منظور نمونه هائی از این ماده حاوی 3، 6، 10، 15 در صد حجمی ذرات TiB2 تهیه شده و با نرخ کرنش 1-S6-10*2 تحت آزمایش کشش قرار گرفتند. در حین آزمایش نمونه ها در تماس با محلول های حاوی یون کلر با غلظت های 01/0، 1/0، 1 مولار قرار داشتند. نتایج آزمایشها نشان داده، حضور و افزایش یون مخرب کلر در محلول باعث تسریع در شکست نمونه ها شده و در صد ازدیاد طول آنها را کاهش می دهد. همچنین در یک گروه نمونه یکسان با افزایش غلظت یون کلر، کاهش در صد ازدیاد طول از یک رابطه لگاریتمی به صورت Y=A+B Ln(x) تبعیت می کند.

در این منحنی تاثیر درصد های مختلف کرم (43/0تا 748/0 درصد) و نیکل (045/0 تا 213/2 درصد) بر منحنی های سرد شدن، ریز ساختار و برخی خواص چدن خاکستری بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد کرم در چدن خاکستری دمای یوتکتیک و دمای یوتکتوئید کاهش می یابد. همچنین با افزایش درصد کرم در چدن سبب کاهش درصد حجمی گرافیت، کاهش درصد، گرافیت های نوع A، کاهش طول و ضخامت لایه های گرافیت ف کاهش تعداد سلولهاس یو تکتیک بر واحد سطح و افزایش در صد پرلیت شده و عمق تبریت و دانسیته چدن را افزایش می دهد. افزایش در صد نیکل در چدن خاکستری سبب در صد حجمی فاز گرافیت (به خصوص گرافیت های نوع A) و کاهش طول لایه های پرلیت شده و عمق تبرید چدن را کاهش و دانسیته چدن را افزایش می دهد. نتایج آزمایشات کشش و سختی سنجی روی نمونه های چدنی نشان می دهد که افزایش در صد کرم و نیکل سبب افزایش استحکام تسلیم، استحکام نهائی، مدل کشسانی و سختی چدن می گردد ولی تاثیر کرم بر خواص کششی چدن به مراتب شدیدتر از نیمل است.

هدف از پژوهش حاضر توسعه یک کد شبیه سازی فرایند ریخته گری با مدل های فومی می باشد. به این منظور با استفاده از یکی از روش های دینامیک سیالات محاسباتی با نام (Volume Of Fraction Fluid) VOF دامنه جریان سیال به روش اختلاف محدود مورد آنالیز قرار گرفته است. در کد حاضر با حل معادلات بقاء مومنتم، پیوستگی (جرم) و انرژی در فضای سه بعدی، کلیه خصوصیات میدان حر شامل توزیع فشار، سرعت، دما و... بدست می آید. از آنجائی که در ریخته گری با مدل های فومی، فشار بخار ناشی از احتراق فومهای پلی استیرن باعث یک فشار معکوس روی سطح مذاب داخل محفظه قالب می شود، سعی گردیده با استفاده از نتایج تجربی بدست آمده از روش فتو گراف و قانون گاز های کامل اثر فشار بخار فوم به صورت یک مدل فیزیکی - تجربی در محاسبات شبیه سازی وارد گردد. تا صحت کد شبیه سازی ریخته گری با مدل های فومی تضمین گردد. به این منظور نتایج کد شبیه سازی توسعه داده شده؛ با نتایج تجربی حاصل از ریخته گری پشت شیشه های نسوز و ثبت مراحل ریخته گری توسط دوربین های سرعت بالا مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی دقت کد حاضر را بیان می کند.