تولید گوی های توخالی فولادی توسط پودرهای آهن تجاری و بررسی رفتار مکانیکی و ریزساختاری آن ها

در این پژوهش، گوی های توخالی فولادی توسط روشی مبتنی بر متالورژی پودر و با استفاده از پودرهای آهن تجاری تولید شدند. بدین منظور، ابتدا پودرهای آهن، مس (10 درصد وزنی) و کربن (5/0 درصد وزنی) مخلوط شدند و سپس توسط سیلیکات سدیم (10 درصد وزنی) به عنوان چسب یک سوسپانسیون همگن ایجاد کردند. سپس، سوسپانسیون تهیه شده بر روی دانه های پلی استیرن توسط دستگاه پوشش دهی پاشیده شد. پس از خشک شدن گوی ها، دو عملیات حرارتی متفاوت بر روی آن ها انجام گردید که شامل حرارت دهی به منظور ذوب و تجزیه حرارتی پلی استیرن و تف جوشی به منظور تولید پوسته مستحکم می باشند. برای بررسی ریزساختار گوی های توخالی فولادی از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و برای بررسی رفتار مکانیکی آن ها از آزمون فشار استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که دیواره گوی های تولیدی از چهار ناحیه متفاوت تشکیل شده است که شامل ناحیه پودرهای آهن تف جوشی شده، ناحیه پودرهای مس توسعه یافته در بین پودرهای آهن، ناحیه سیلیکات سدیم باقیمانده و ناحیه تخلخل ها می باشد. نتایج به دست آمده از آزمون فشار بیانگر آن است که منحنی های نیرو- جابجایی در گوی ها با قطرهای متفاوت تفاوت چندانی ندارد. شکست گوی ها در اعمال نیروهای فشاری بر اثر وجود ریزترک ها در دیواره گوی ها و رشد آن ها صورت می گیرد.