فرایند پاشش سرد روشی نو در پوشش دهی است که در آن ذرات پودر فلز بدون اینکه ذوب شوند برروی سطح ماده نشانده می شوند. به دلیل عدم وجود ذوب مشکلات ناشی از ذوب و انجماد مجدد حذف می شود. از جمله موارد مهم در فرایند پاشش سرد بررسی خواص پوشش های ایجاد شده به این روش است. در پوشش های ایجاد شده به روش پاشش سرد به دلیل تخلخل ناچیز، عدم اکسید شدن، عدم تغییر فاز و تنش پسماند فشاری ویژگی هایی همچون هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، استحکام و سختی بالا، مقاومت به خوردگی مناسب، استحکام پیوند بالا و غیره بدست می آید. از اینرو بررسی این خواص در مورد پوشش های ایجاد شده در این تحقیق ضروری به نظر می رسد. در تحقیق پیشرو محاسبه هدایت الکتریکی از طریق محاسبه مقاومت الکتریکی انجام شد، سپس با انجام آزمایش پتانسیل نیم سل در پوشش ایجاد شده وضعیت تخلخل سرتاسری بررسی شد، همچنین با انجام آزمایش تحلیل حرارتی تفاضلی به طور کیفی وجود مناطق با عدم اتصال ذره ای بررسی شد. در نهایت از پاشش سرد برای ایجاد سطح لحیم پذیر در لحیم کاری قلع بر روی آلومینیوم استفاده شد. مشاهدات این بررسی ها شامل کاهش هدایت الکتریکی پوشش اولیه نسبت به نمونه مرجع و نزدیک شدن هدایت الکتریکی پوشش آنیل شده به نمونه مرجع، عدم حضور تخلخل سرتاسری در پوشش، بهبود شرایط اتصال ذرات در پاشش سرد و در نهایت ایجاد ترشوندگی مناسب در لحیم کاری قلع برروی آلومینیوم است.

اصطلاح بالک نانوکریستال به دسته ای از مواد بلوری یا بی شکل اطلاق می شود که شامل میزان قابل توجهی کریستال های نانومتری می باشند. چنین ساختار هایی خواص فیزیکی و مکانیکی منحصربفردی را از خود نشان می دهند بطوریکه پیش بینی می شود این مواد به یکی از خوش آتیه ترین و پر کاربردترین مواد نانوساختار در مهندسی تبدیل خواهند شد. یکی از روش های معرفی شده در ساخت مواد بالک نانوکریستال، روش انجماد از فاز مذاب تحت تبرید در برخی مواد می باشد. در این روش، پارامتر انرژی فصل مشترک جامد مایع، بعنوان سد انرژی جوانه زنی نقش بسیار مهمی را بازی می نماید و فهم نقش دقیق آن در تشکیل نانوکریستال ها بسیار حائز اهمیت می باشد.. علی رغم آزمایشات فراوان انجام شده اندازه گیری انرژی فصل مشترک در تحت تبریدهای مختلف بدلیل مشکلات اندازه گیری همواره در پاره ای از ابهام می باشد. در این تحقیق ازروش دینامیک مولکولی بعنوان ابزاری قدرتمند در شبیه سازی های اتمی برای اندازه گیری انرژی فصل مشترک استفاده شد و تغیرات انرژی فصل مشترک جامد مایع در تحت تبریدهای مختلف بررسی شد. نتایج اندازه گیری های بدست آمده یک مدل غیر کلاسیک را معرفی می نمایند. در پایان نتایج بدست آمده با تئوری های کلاسیک و غیر کلاسیک موجود مقایسه گردید.

جوشکاری همزن اصطکاکی (fsw)، بسیاری از مشکلات و محدودیتهای ناشی از ذوب و انجماد فلز جوش را ندارد و با کنترل متغیرهای آن می توان به ریزساختار و خواص مکانیکی مناسب در موضع اتصال رسید. پژوهش حاضر به بررسی نحوه پیدایش ریزساختار در متغیرهای مختلف fsw و تأثیر آن بر خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن دوپلکس 2205 saf می پردازد. یک ابزار ساده از جنس wc-co برای فرآوری ورقهای mm 2 در سرعتهای چرخشی 200، 400، 600 و rpm 800 و سرعتهای جوشکاری 50، 100، 150، 200، 250، 300 و mm/min 350 به کار رفت. مطالعه ریزساختار و مشخصات بافتی ناحیه همزده (sz) با آنالیز تفرق الکترونهای برگشتی (ebsd) مشخص کرد که در فریت، فرآیند تبلورمجدد دینامیکی پیوسته و در آستنیت، فرآیندهای تبلورمجدد ایستایی و دینامیکی پیوسته اتفاق می افتد و سبب تشکیل دانه های ریز هم محور می گردد. تغییرات اندازه دانه و ویژگیهای بافتی نشان داد که ماده در سمت پیشرونده sz تغییرشکل پلاستیک بیشتری را متحمل می شود و بنابراین اندازه دانه ها در این ناحیه کوچکتر از سایر نقاط جوش است. علاوه بر این، با افزایش سرعت جوشکاری و یا کاهش سرعت چرخشی، با وجود ثابت ماندن نسبت ?/?، اندازه دانه های دو فاز در ناحیه همزده کاهش و بدین ترتیب متوسط سختی و استحکام کششی در sz افزایش می یابد. این نتایج بوسیله ارتباط بین متغیرهای جوشکاری و دمای بیشینه جوش تشریح شد. همچنین، شکلهای قطبی حاصل از مرکز جوش مشخص کرد که بافت برشی ناشی از چرخش پین، با افزایش سرعت جوشکاری و کاهش سرعت چرخشی به تدریج ناپدید می گردد.

در کار حاضر یک ستون حباب دار مکعبی در ابعاد آزمایشگاهی ساخته شد و با استفاده از روش عکسبرداری پرسرعت، مهمترین خواص هیدرودینامیکی حباب ها مانند اندازه، سرعت، مسیر حرکت و نوسان توده حباب ها اندازه گیری شد. سپس اثر عواملی چون سرعت ظاهری گاز، نوع مایع، آرایش توزیع کننده های گاز و وجود مانع مورد مطالعه قرار گرفت . ستون ساخته شده دارای سطح مقطع cm 20*5 و ارتفاع cm 120 است. از سه مایع مختلف ( آب مقطر، گلیسیرین 65% و گلیسیرین 85% ) برای بررسی اثر خواص مایع بر هیدرودینامیک ستون، استفاده شد. از سه دوربین مختلف با سرعت های 20، 500 و 600 قاب در ثانیه برای اندازه گیری خواص حباب ها استفاده شد. با استفاده از این روش جدید فرکانس نوسان توده، مسیر، اندازه، سرعت و جهت حرکت حباب ها با روش عکسبرداری از ستون حباب دار بدست آمد و از روشهایی نو در توسعه روش عکسبرداری استفاده شد. اکثر مراحل اندازه گیری، تحلیل داده ها و محاسبه خواص حباب به وسیله برنامه های نوشته شده در نرم افزار متلب انجام گرفت. طول دوره تناوب از 14-4 ثانیه اندازه گیری و به دست آمد و اندازه حباب ها از 5/6 تا 5/8 میلیمتر محاسبه شد. مقایسه کار حاضر، با کار دیگران نشان داد که علاوه بر صحت عملکرد ستون، روش های ارائه شده نیز به خوبی عمل کرده و می توان به وسیله آن خواص حباب ها را در ستون با دقت به دست آورد.

یکی از مشکلات عمده در جوشکاری ورقهای آلومینیومی نازک به کار رفته در بدنهء قایقهای نظامی پیدایش پیچیدگی می باشد.این مشکل باعث کاهش عملکرد دینامیکی ، کاهش سرعت و افزایش مصرف سوخت در این قایقها می گردد. هدف از انجام این تحقیق ، بررسی روشهای ممکن برای پیش بینی و کنترل پیچیدگی در حین جوشکاری تقویت کننده های نصب شده روی بدنهء قایق می باشد.بدین منظور دو پارامتر ترتیب جوشکاری و خنک کردن در حین جوشکاری مورد آزمایش قرار گرفته و تأثیر این عوامل در شرایط مختلف روی میزان پیچیدگی بدنهء قایق بررسی شده است. نتایج آزمایش حاکی از آن است که با انتخاب ترتیب بهینه در جوشکاری تقویت کننده ها و همچنین استفاده از عملیات خنک کردن توسط هوای فشرده ، میتوان میزان پیچیدگی را تا حد قابل ملاحظه ای کاهش داد.

تمر کز ما در این تحقیق بررسی کیفی عکس العمل های ذرات در فرایند پاشش سرد نانو ذرات غیر فلزی با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی است. در این تحقیق ذرات مورد نظر با سرعت ثابت به زیر لایه بر خورد داده می شوند تا میزان شکست و نفوذ ذرات در زیر لایه بررسی شود. از آنجا که هدف از این شبیه سازی صرفا تحلیل کیفی فرایند می باشد از این رو برای شبیه سازی نانو ذرات غیر فلزی از پتانسیل لنارد جونز استفاده می شود اگر چه این پتانسیل برای ذرات فلزی و در شرایط خاص نتایج خوبی دارد اما برای آنکه بتوانیم از این پتانسیل برای شبیه سازی نانو ذارت غیر فلزی استفاده کنیم لازم است پارامتر های شبیه سازی را برای این ذرات پیش بینی کنیم. یک تست شبیه سازی کشش برای پیش بینی پارامتر های شبیه سازی استفاده می شود تا ، با مقایسه نتایج شبیه سازی با مقادیر تجربی از طریق حدس و خطا، پارامتر های بهینه برای ذرات غیر فلزی را پیدا نمود. استفاده از نمودار های تنش و کرنش و مقادیر تجربی مرتبط می تواند مفید باشد. در این تحقیق باید به این نکات پاسخ داد که علت تغییر خواص ذرات از حالت ماکرو متری به میکرو متری چیست؟ چرا که ذرات ماکرو متری غیر فلزی خاصیت شکنندگی دارند در حالی که در ذرات میکرو متری این امر صادق نیست. همچنین شرایط بهینه برای این فرایند از طرق شبیه سازی بدست می آید و نشان داده می شود که ذرات مورد بحث قابلیت نفود در زیر لایه بدون از هم پاشیدگی را خواهند داشت. نیز دلایل فرایند های فوق شرح داده می شود.

فرآیند همزن اصطکاکی (fsp) یک روش حالت جامد برای اصلاح موضعی ریزساختار است که بر اساس جوشکاری همزن اصطکاکی (fsw) ابداع شده و در حال تحقیق و توسعه می باشد. از این روش برای ایجاد کامپوزیت سطحی استفاده شده است. یک دسته مهم از کامپوزیت های سطحی، کامپوزیت های هیبریدی حاوی ذرات روانکار است که در کاربردهای مقاوم به سایش مورد استفاده قرار می گیرند. تاکنون در تولید این کامپوزیت ها موفقیت چشمگیری حاصل نشده است. در این تحقیق، ابتدا تولید کامپوزیت هیبریدی با استفاده از fsp در سطح آلیاژ a356 و با ذرات sic و mos2 امکان سنجی شد. بدین منظور نمونه هایی از آلیاژ a356 با ضخامت cm 1 تهیه و شیارهایی با عمق mm 5/3 و عرض mm 6/0 روی آنها ایجاد شد. سپس ذرات مذکور مخلوط و در شیارها ریخته شد. جهت ایجاد کامپوزیت در سطح، fsp با استفاده از ابزاری از جنس فولادh13 و در سرعت های چرخش ابزار 500 تا rpm1600 و در سرعت های حرکت ابزار 12 تا mm/min 120 انجام شد. در ادامه تأثیر متغیرهای مختلف بر سیلان مواد، توزیع و اندازه ذرات، سختی و رفتار سایشی کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. در طی ایجاد کامپوزیت در سطح آلیاژ a356 بوسیله fsp، ریزساختار غیر همگن آلیاژ مذکور همگن می شود. با افزایش سرعت چرخشی و کاهش سرعت حرکت ابزار، سیلان عمودی مواد افزایش یافته و نواحی مجزای کامپوزیتی، تبدیل به یک ناحیه یکپارچه می شود. با افزایش سرعت چرخشی از 630 تا rpm 1000 و کاهش سرعت حرکت از 120 تا min/mm 80 اندازه ذرات کاهش می یابد. افزایش بیشتر سرعت چرخشی و کاهش بیشتر سرعت حرکت نتیجه عکس دارد. بررسی رفتار سایشی کامپوزیت a356/sic/mos2 نشان داد که مقاومت به سایش آلیاژ زمینه، در اثر ایجاد کامپوزیت سطحی بوسیله fsp ، تقریباً دو برابر شد.

روش پاشش سرد روش نوینی از خانواده پاشش حرارتی است. پوشش های حاصل از این روش به دلیل گرمای کم ورودی و نبود ذوب و انجماد تفاوت زیادی با پوشش های حاصل از روش های دیگر پاشش حرارتی دارند. در این تحقیق پس از ساخت دستگاه و تهییه نمونه هایی از پوشش از سه نوع ماده متفاوت آزمایش هایی برای بررسی کیفیت پوشش ها انجام شد. بررسی های میکروسکوپی نشان داد که ساختار پوشش کاملا بافت دار است و دانه های پودر تغییر شکل شدید داده اند. نسبت پهن شده گی برای پودر های مختلف بین 1.68 تا 10 برآورد شد که نشان دهنده تغییر شکل شدید پودر درحین فرایند است. میزان تخلخل در پوشش نیز با استفاده از چگالی سنجی اندازه گیری شد.تخلخل در تمامی موارد کمتر از 10 و در مورد پوشش های با کیفیت تر کمتر از 2 در صد بود. با افزایش دما و فشار گاز فرایند، مقدار تخلخل کاهش یافت. با استفاده از سختی سنجی تلاش شد لایه های مختلف پوشش بررسی شوند. لایه های اولیه پوشش در اثر اثر چکش کاری لایه های بعدی به شدت سخت شده اند.

چکیده تیره شاهدانه، تیره ای کوچک، و فقط دارای دوجنس، cannabis (شاهدانه) و humulus (رازک) است. شاهدانه، گیاهی است یک ساله که از آسیای مرکزی منشا گرفته، و در سرتاسر اروپا گسترش یافته، و بعدها در آمریکا نیز حضور پیدا کرده است. این گیاه دارای ارزش غذایی بوده و در تهیه روغن، فیبر، دارو، و یا فرآوردهای دارویی نقش دارد. این گیاه دارای کانابینوئیدها به عنوان گروهی منحصر به فرد از ترکیبات ترپنوفنولیک می باشد. گزارش های اندکی در مورد کشت بافت شاهدانه وجود دارد. در بخشی از این مطالعه شاخه افزایی در قطعات جداکشت جوانه انتهایی ( قطعه جداکشت دارای دو جوانه جانبی به همراه دوبرگ وجوانه انتهایی) و جانبی ( قطعه جداکشت دارای دو جوانه جانبی به همراه دو برگ بدون جوانه انتهایی) در دو محیط کشتms و b5، باغلظت های مختلف ba و همچنین غلظت های مختلف این هورمون به همراهmg/l ga3 3/0 مورد بررسی قرار گرفت. مطلوب تر ین نتایج، میانگین تعداد شاخه (46/4)، طول شاخه (28/7 سانتی متر)، تعداد برگ (4/24) و وزن اندام هوایی (29/0 گرم) به ازاء هر قطعه جداکشت از طریق کشت جوانه جانبی و در محیط کشت ms در حضور 5/0 میلی گرم در لیتر ba به همراهmg/l ga3 3/0 مشاهده شد. در ادامه شاخه های تولید شده در محیط کشتms و b5، با غلظت های مختلف iaa و naa جهت ریشه زایی قرار گرفتند. مطلوب تر ین نتایج، میانگین 8 ریشه به ازاء هر قطعه جداکشت در محیط کشت ms، با غلظت75/0 میلی گرم در لیتر iaa، و طول ریشه (5/35 سانتی متر) به ازاء هر قطعه جداکشت در محیط کشت b5 با غلظت 5/0میلی گرم در لیتر iaa حاصل شد. در بخش دیگر این مطالعه القا و تولید کالوس از قطعات جداکشت حاصل از ساقه، دمبرگ، و برگ در دو محیط کشتms و b5، با کاربرد غلظت های مختلف هورمونی به صورت تکی و یا ترکیبی (فقط b5، با قطعات جداکشت ساقه و برگ) مورد بررسی قرار گرفت. از نظر میانگین وزن کالوس تولید شده به ازاء هر قطعه جداکشت، مطلوب تر ین نتایج از قطعات جداکشت ساقه (41/0 گرم) در محیط کشت b5 و در غلظت 5/0میلی گرم در لیتر 2,4-d ، دمبرگ (18/0 گرم) در محیط کشت b5 با غلظت 25/0 میلی گرم در لیتر 2,4-d و برگ (2/0 گرم) در محیط کشت ms با غلظت 75/0 میلی گرم در لیتر ba حاصل شد. در ترکیب هورمون ها، در ساقه (82/0گرم) در b5 با غلظت5/0 میلی گرم در لیتر ba به همراه 25/0 میلی گرم در لیتر naa و در دمبرگ (48/0گرم) در b5 با غلظت 75/0 میلی گرم در لیتر ba به همراه 5/0 میلی گرم در لیتر naaبیشترین وزن کالوس حاصل شد. در77/0 درصد کالوس ها تشکیل ساقه القا شد. تمام ساقه های باززایی شده مربوط به قطعات جداکشت دمبرگ و محیط کشت msبود. 2/0 درصد از این نتیجه در حضور 2,4-d و 57/0 درصد با حضور naa حاصل شد. با کاربرد ترکیبی هورمون ها ( naa + ba و 2,4-d + kin ) در47/0 درصد کالوس ها، تشکیل ساقه القا شد، که 32/0 درصد از قطعات جداکشت ساقه و در حضور naa + ba و 15/0 درصد از دمبرگ در حضورnaa + baبدست آمد. در03/17 درصد از کالوس ها تشکیل ریشه القا شد. 4/3 درصد در ساقه و 2/6 درصد در دمبرگ و4/7 درصد در برگ تشکیل ریشه القا شد. تشکیل ریشه فقط در محیط های کشتی که حاوی naa بودند مشاهده شد. با استفاده از ترکیب هورمون ها در هیچ کالوسی تشکیل ریشه القا نشد. گل زایی با استفاده از قطعات جداکشت جوانه جانبی در محیط کشت ms مورد برسی قرار گرفت. در غلظت های 25/0 و5/0 میلی گرم در لیتر ba، 22 درصد گل زایی حاصل شد.

پوشش دهی فلزات برای ایجاد خواص بهتر و یا متفاوت، از قدمت زیادی برخوردار است. روش های معمول پوشش دهی شامل آبکاری الکتریکی و یا الکترولس، پوشش کاری به روش غوطه وری، روکش کردن، پوشش کاری نفوذی، پوشش کاری تبدیلی، پوشش کاری پاششی و غیره است. این پوشش ها معمولا علاوه بر تغییر خواص سطحی مانند سختی، مقاومت به خستگی، مقاومت به سایش، خواص الکتریکی و غیره، به عنوان محافظی برای فلز زیرلایه در برابر اکسید شدن و خوردگی نیز عمل می کنند. فرآیند های پاشش حرارتی خانواده بزرگی از روش های پوشش دهی را در بر می گیرند که در آن ها برای تشکیل پوشش، ذرات فلز بر روی سطح قطعه مورد نظر پاشیده می شوند. در این دسته فرآیند ها، ذرات ماده پوشش، توسط روش های الکتریکی ( قوس یا پلاسما) و یا شیمیایی گرم شده، همزمان با ذوب شدن توسط جریان گاز سرعت گرفته و به سطح زیرلایه (قطعه تحت پوشش) برخورد می نمایند. سپس به سرعت منجمد شده و تشکیل پوشش می دهند. روش های پاشش حرارتی به دلیل گستره وسیع موادی که می توان با آن ها پوشش داد، نرخ رسوب دهی بالا، انعطاف پذیری فرآیند (در کاربردهای ترمیمی و...)، به سرعت جای خود را در صنایع مختلف باز کردند. با این حال در روش های پاشش حرارتی به دلیل ماهیت ذوب و انجماد، معایبی همچون تنش پسماند کششی، تخلخل نسبتا زیاد پوشش (0 الی 20 درصد)، اکسیداسیون ماده پوشش، استحاله های ناخواسته، از بین رفتن عناصر آلیاژی و حرارت دهی بیش از اندازه به زیرلایه وجود دارد. در دو دهه اخیر فرآیند پاششی جدیدی به نام "پاشش کینتیکی" یا اصطلاحا "پاشش سرد" ابداع شده و توسعه یافته که در آن اتصال ذرات بر سطح زیرلایه در حالت جامد (بر خلاف فرآیندهای پاشش حرارتی) صورت می گیرد. در این فرآیند، گاز کاری (هلیم، نیتروژن یا هوا) با عبور از یک نازل خاص (نازل همگرا-واگرا) ضمن اختلاط با ماده پودریِ پوشش، به سرعت های مافوق صوت می رسد. ذرات توسط جریان مافوق صوت گاز سرعت گرفته و به شدت به سطح زیرلایه برخورد می کنند. شدت برخورد بر سطح زیرلایه به حدی است که ذره به همراه بخشی از زیرلایه که به آن برخورد نموده دچار تغییر شکل شدید پلاستیک می شود. این تغییر شکل پلاستیک شدید سبب اتصال ذره به زیرلایه در حالت جامد می شود. نتیجه چنین اتصالی، ایجاد پوشش یکنواخت با تخلخل بسیار کم و استحکام پیوند بالا است. واژه پاشش سرد به علت دمای نسبتا پایین ( 0 تا 100+ درجه سانتیگراد ) جریان گاز منبسط شده که از نازل خارج می شود، برای نامیدن این فرآیند استفاده شد. در این فرآیند دمای گاز همواره زیر نقطه ی ذوب ذرات مواد پوشش دهی است؛ در نتیجه هیچ گونه ذوب و انجمادی در ذرات صورت نمی گیرد و به همین دلیل، معایبی که در فرآیندهای پاشش حرارتی وجود دارد در اینجا یا حدف شده (مانند تنش پسماند کششی، اکسید شدن ماده پوشش، استحاله های ناخواسته و از بین رفتن عناصر آلیاژی) و یا کمینه می شود (مانند تخلخل در پوشش و حرارت دهی به قطعه تحت پوشش). علاوه بر حذف معایب فرآیندهای پاشش حرارتی، فرآیند پاشش سرد ویژگی های منحصر به فردی همچون ایجاد پوشش های بسیار ضخیم، امکان پوشش دهی مواد با نقطه ذوب بالا بر روی مواد با نقطه ذوب پایین (مانند تانتالوم بر روی مس) و بازده پوشش دهی بسیار مناسب (تا حدود 98 درصد) را دارد. علی رغم کاربردهای گسترده و وسیع، فرآیند پاشش سرد هنوز فرآیند نسبتا جوانی محسوب می شود؛ پس طبیعی است که هم اکنون بیشتر در مرحله تحقیقاتی بوده و از تمام ظرفیت های بالقوه صنعتی آن استفاده نشده است. در تحقیق حاضر تلاش شده است که بر روی بخش های پایه ای فرآیند پاشش سرد تمرکز شود. از این رو ساخت دستگاه در مرحله اول مورد توجه واقع شده است. در مرحله دوم تحقیق حاضر تعدادی از متغیرهای فرآیندیِ پاشش سرد (فشار و دمای گاز و اندازه ذرات) مورد بررسی قرار گرفته و تلاش شده است ارتباط آنها با متغیرهای طراحی نازل پاشش (یکی از بخش های فرآیندی دستگاه پاشش سرد) شناخته شده و تحلیل شود. در قسمت بعد امکان پوشش دهی تعدادی از ذرات فلزی رایج مورد استفاده (قلع، روی و مس) بررسی شده و محاسبات نهایی پوشش پذیری بر روی ذره مس به عنوان نمونه انجام شده است. در پایان، علت ایجاد ترک و جدایش در پوشش های ایجاد شده (از مشکلاتی که عملا در جریان آزمایش های پوشش دهی با آنها برخورد شده بود) از نقطه نظر تنشی بررسی و تحلیل گردید.

طی تحقیقات صورت گرفته بر روی جوشکاری محیطی خطوط لوله مشخص شده است ترکهای عرضی در فلز جوش رخ میدهد و بیشتر در ناحیه پایین لوله ( موقعیت ساعت شش ) تجمع دارند. سه عامل اصلی ایجاد این ترک ها، هیدروژن ، تنش و میکروساختار مستعد به ترک ، می باشند که در خصوص اثر تنش پسماند این نتیجه حاصل شد که اختلاف جهت جوشکاری در ناحیه بالا و پایین لوله که به ترتیب جوشکاری در موقعیت ساعت 12 و موقعیت ساعت 6 اطلاق میشوند ممکن است با میزان تنش باقی مانده در محیط و در نتیجه تشدید ایجاد ترک هیدروژنی در جوش ارتباط مستقیم داشته باشند. پروژه حاضر در ادامه کار مالک و صرافان به منظور بررسی تنش پسماند و مقایسه دو جهت مختلف جوشکاری که در دو موقعیت 6 و 12 وجود دارد،یعنی در موقعیت ساعت12 که دو الکترود از هم دور میشوند و در موقعیت ساعت 6 که دو الکترود بهم نزدیک میشوند، بکمک شبیه سازی بروش اجزاء محدود تعریف شد. در این تحقیق از نرم افزار اجزا محدود abaqus v6.10 استفاده شد.و در این شبیه سازی جوشکاری در 4 پاس انجام شده است. برای مدل کرن فلز پرکن، از تکنیک فعال و غیرفعال کردن المان استفاده شدحرارت ورودی بصورت حجمی در نظر گرفته شد .جنس فولاد مورد استفاده api 5l x70 بوده و خواص مواد نیز وابسته به دما انتخاب شدند. برای صحه گذاری نتایج و اطمینان حاصل کردن از صحت شبیه سازی انجام شده نتایج شبیه سازی با تعدادی از داده های اندازه گیری شده در تست عملی جوشکاری مقایسه شدند و مقایسه ها نشان داد نتایج شبیه سازی با داده های تجربی مطابقت قابل قبولی دارند. نتایج نشان دادند،تنشهای پسماند طولی با اختلاف جهت جوشکاری در دو موقعیت ساعت 12 و 6 لوله، با شرایط بکار گرفته شده در این پژوهش که نزدیک به شرایط واقعی انتخاب شده است، در فلز جوش بین 50 تا 300 مگاپاسکال اختلاف نشان میدهد و در موقعیت ساعت 12 یعنی هنگامی که دو الکترود از هم دور میشوند تنشهای پسماند کمتری در فلز جوش باقی میماند. بدلیل هزینه بر بودن محاسبه تنشهای پسماند در عمل و عدم دسترسی به تمام نقاط جوش و اختلاف ریز ساختار نواحی مختلف جوش که منجر به بروز خطا در روشهای اندازه گیری تجربی میشود،شبیه سازی جوشکاری میتواند جایگزین مناسبی برای تحلیل رفتار مواد و انتخاب بهترین حالت جوشکاری برای کمینه کردن تنش هاس پسماند و اعوجاجات و در نتیجه هزینه های تعمیر و جوشکاری مجدد باشد.

در این اثر به روش های نوین آموزشی اشاره کرده ایم و نیز از منابع آموزشی نام برده ایم که از آنها به نام منابع غیر آموزشی یاد می شود.این منابع برای آموزش ساخته نشده اند ولی ما از آنها استفاده می کنیم تا کلاسی فعال تر و پویا تری داشته باشیم. به عنوان مثال استاد با استفاده از یک تصویر به تنهایی یک گروه از دانشجویان را وارد بحث می کند ویا حتی با استفاده از یک بلیط هواپیما کلماتی مانند فرود ساعت حرکت و... را به دانشجویان می آموزد. در بخش دیگر این پایان نامه روش شبیه سازی کلی را توضیح داده ایم که روشی است که در طی آن کلاس ما به صورت مجازی به یک روستا ،جزیره و غیره...تبدیل شده و هر دانشجو مشخصات شخص دیگری را بر می گزیند.یعنی دانشجویان سن و نام و خصوصیات اخلاقی وشغل خود را تغییر می دهد. طی این دوره کلاس گفتگو ها و اتفاقات خاصی بین دانشجویان اتفاق می افتد.این روش مزایای زیادی دارد از جمله مهم ترین آن بر طرف کردن مشکل خجالت .2- دادن قدرت فکر کردن و صحبت کردن به زبان خارجه به طور همزمان و بدون دخالت زبان مادری. ما می توانیم از تمام نکات ذکر شده در فصل اول(منابع غیر آموزشی )را در قسمت سوم نیز بکار ببریم.

اتصال نفوذی tlp یا اتصال به روش فاز مایع گذرا، یک فرآیند جدید اتصال است که امروزه به صورت اقتصادی می تواند جهت اتصال موادی با ساختار پیچیده که با روش های معمول جوشکاری امکان دستیابی به اتصالی با خواص مناسب در آنها وجود ندارد، به کار برده شود. در فرآیند اتصال به روش tlp، یک لایه میانی مناسب در محل اتصال بین سطوح قطعات قرار داده شده و مجموعه حرارت داده می شود. نفوذ متقابل بین لایه میانی و قطعات فلز پایه منجر به ایجاد فاز مذاب با نقطه ذوب پایین (برای مثال مذاب یوتکتیک) در دمای ثابت اتصال می گردد. همانند دیگر روش های اتصال ذوبی در این روش نیز تشکیل فاز مذاب، موجب گسیختن لایه های اکسیدی و افزایش نقاط اتصال فلزات پایه می شود. با این وجود تجمع قطعات اکسیدی در محل اتصال، مانع اتصال کامل دو فلز و کاهش استحکام برشی آنها نسبت به فلز پایه می شود. برای رفع این مشکل شیرزادی و والاک با اعمال شیب حرارتی به محل تماس در حین انجام فرآیند موفق به توسعه روشی جهت اصلاح ساختار محل اتصال و ایجاد یک خط اتصال نامسطح شدند. این فرآیند تحت عنوان فرآیند اتصال به روش فاز مایع گذرا تحت شیب دمایی(tg-tlp) نامیده شد. از آنجا که عدم کنترل دقیق پارامترهای موثر، منجر به تشکیل ساختارهای دندریتی و یا مسطح نامطلوب در ناحیه اتصال می شود کنترل پارامترهای فرآیند در این روش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. علی رغم اینکه تا کنون تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده است اما هنوز ارتباط کامل بین پارامترهای فرآیند و مورفولوژی فصل مشترک ها و میزان تأثیر این پارامترها شناخته شده نیست. هدف از این تحقیق بررسی مورفولوژی محل اتصال در فرآیند tg-tlp است. جهت بررسی مورفولوژیکی محل اتصال، تأثیر عوامل مختلف بر ریزساختار محل اتصال و نحوه تحولات ساختاری در حین انجام فرآیند و تحت شرایط مختلف به صورت تجربی بررسی شد. این تحقیق بر روی سیستم دوتایی al-cu انجام شد و نتایج حاصله با نتایج شبیه سازی های انجام شده جهت پیش بینی ریزساختار مقایسه شد.

فرایند احیای مستقیم الکتروشیمیایی در تولید فلزاتی مانند تیتانیوم، نیوبیوم، سیلیسیوم و مولیبدن از اکسیدها و ترکیبات دیگر در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی موفقیت آمیز بوده است. مصرف کم انرژی و آلودگی پایین از مزایای این روش می باشند و مشکل عمده آن پایین بودن سرعت است و افزایش سرعت فرایند نیازمند درک مکانیسم فرایند و عوامل موثر در سرعت و رفع موانع سینتیکی می باشد. از آنجایی که در کارهای تجربی به دلیل غیر قابل کنترل بودن تمامی عوامل موثر، امکان درک تاثیر یک عامل منفرد به سادگی امکان پذیر نیست؛ به نظر می رسد شبیه سازی پدیده های فیزیکی هر فرایند در شرایط کاملا کنترل شده بتواند به فهم دقیق تر تأثیر عوامل کمک کند. لذا بررسی سینتیک فرایند احیای مستقیم الکتروشیمیایی با هدف درک تاثیر عوامل ولتاژ اعمالی، مقدار و نحوه توزیع تخلخل در کاتد اکسیدی، مقدار ذرات فلزی در کاتد اکسیدی و تشکیل فاز اکسید میانی و ارایه راهکارهای عملی سودمند است. بنابراین در این پژوهش پدیده های نفوذ یونهای اکسیژن و انتقال بار الکتریکی به عنوان پدیده های موثر در فرایند با استفاده از نرم افزار phasepot و بر اساس رهیافت میدان فازی مدل سازی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش ولتاژ اعمالی، سرعت احیا خصوصا در مراحل اولیه افزایش می یابد و با انجام احیا در دو ولتاژ متفاوت (ابتدا ولتاژ بالا و سپس ولتاژ پایین) می توان با حفظ سرعت احیا، مصرف انرژی را کاهش داد. نتایج محاسبات بیان می کند که در راستای بهبود سینتیک فرایند، وجود یک مقدار بهینه تخلخل در کاتد اکسیدی الزامی است که این مقدار به خواص ترموفیزیکی سیستم مورد مطالعه بستگی دارد و در سیستم مطالعه شده، این مقدار بهینه حدود 10 درصد است. حضور ذرات فلزی اولیه در کاتد اکسیدی، صرفا منجر به سرعت نسبتا بالای احیا در مرحله اولیه می شوند اما نقش قابل ملاحظه ای در زمان کلی احیا ندارند. این نتایج با کارهای تجربی تطابق نسبی دارند و در اکثر موارد تایید می شوند. در این کار برای تعیین مکان تصادفی تخلخلها و ذرات فلزی نیز از مدل میدان فازی استفاده گردید که کاربرد جدیدی برای این روش و یکی از نوآوریهای این پژوهش محسوب می شود.

آلیاژ سخت پوشی استلایت 6 با مقادیر مختلفی از تانتالم بصورت درجا بر روی زیرلایه های متفاوت لایه نشانی شد. فرآیند لایه نشانی با استفاده از لیزر nd:yag کم توان ضربانی و روش پیش نشانی پودر و همچنین لایه نشانی لیزر yt:yag فیبری پیوسته با توان بالا و روش پاشش از کنار همزمان پودرها اجرا گردید. به منظور مطالعه متغیرهای پالس تعریف نسبت ذوب برای فرآیند لیزرضربانی بر پایه فرضیه چگالی انرژی بازتعریف شده و متغیرهای بهینه برای دستیابی به حداکثر بهره وری ذوب بدست آمد. در راستای شناخت ساختار انجمادی پوشش، دانه بندی و بافت انجمادی پوشش استلایت 6 مورد مطالعه قرار گرفت و اثر پالسهای متوالی بر ریزساختار پوشش بررسی شد. علاوه بر این، ارتباط جهت گیری بلوری در فصل مشترک پوشش/زیرلایه و استحاله فازی حالت جامد در ناحی? متأثر از حرارت تعیین گردید. تانتالم به دلیل تمایل بالا به واکنش با کربن، تطبیق پذیری بالا با آلیاژهای پایه کبالت و خواص عالی کاربید آن به عنوان افزودنی و نیز روش سنتز درجا به منظور دستیابی با فصل مشترک سازگار و یکنواختی بیشتر انتخاب گردید. مقادیر مختلفی در بازه 0 تا 12 درصد وزنی تانتالم به آلیاژ استلایت 6 از طریق فرآیند لایه نشانی افزوده شد و اثر آن بر ریزساختار این آلیاژ تعیین گردید. مشاهدات نشان می دهند که با افزایش مقدار تانتالم علاوه بر کاربیدهای غنی از کروم با ساختار اورتورومبیک m7c3 که در آلیاژ استلایت 6 بدون تانتالم مشاهده می شود، کاربیدهای غنی از تانتالم mc نیز در نواحی بین دندریتی تشکیل می شوند. با افزایش بیشتر تانتالم، کاربیدهای m7c3 هگزاگونال نیز تشکیل می شوند. همچنین، دندریتهای غنی از کبالت در حضور تانتالم بسیار ریزتر می شوند. این تغییرات ریزساختاری دلیل افزایش سختی دمای محیط آلیاژ استلایت 6 حاوی تانتالم لایه نشانی شده با لیزر ضربانی و پیوسته می باشد. مقاومت به سایش نیز در محیط و دمای بالا (500 درجه سانتیگراد) برای پوشش های لایه نشانی شده با لیزر پیوسته اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که افزودن هر مقدار تانتالم به استلایت 6، علیرغم افزایش سختی، اثر مخربی را بر مقاومت به سایش آلیاژ استلایت 6 در دمای اتاق و دمای 500 درجه سانتیگراد دارد و ارتباط بین ریزساختار و خواص مکانیکی توضیح داده می شود. همچنین دو روش لایه نشانی لیزری و ضربانی نیز مورد مقایسه قرار گرفتند و اثر نوع لیزر بر ریزساختار پوشش ها نیز مطالعه گردید.

یکی از پرکاربردترین جوشکاری های غیر همجنس، جوشکاری فولادهای کربنی و فولادهای زنگ نزن آستنیتی است که به صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. با این وجود، روشهای جوشکاری ذوبی این فولادها به یکدیگر با مشکلات متعدد مهندسی و متالورژی همراه است که از جمله آنها می توان تشکیل مارتنزیت و کاربیدهای کروم، افت خواص در ناحیه تحت تاثیر حرارت، ترک انجمادی و ترک هیدروژنی را نام برد. از طرفی دیگر جوشکاری همزن اصطکاکی یکی از روشهای جدید اتصال فلزات می باشد که توسعه فراوانی داشته است. به نظر می رسد که ماهیت حالت جامد جوشکاری همزن اصطکاکی، می تواند مشکلات جوشکاری ذوبی اتصالات غیر همجنس را حل کرده و جوش با استحکام بالا و نرمی مطلوب ایجاد کند. با توجه به آنچه گفته شد، در این تحقیق روش جوشکاری همزن اصطکاکی جهت اتصال فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 به فولاد کم کربن st37 استفاده شده است. جوشکاری به صورت لب به لب و با تغییر سرعت چرخش ابزار در محدوده rpm 800-400 و سرعت جوشکاری 50 و mm/min 100 صورت گرفت. ساختار جوشها توسط پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش الکترونهای برگشتی و میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شد. خواص مکانیکی جوشها نیز توسط آزمونهای سختی سنجی و کشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ریزساختار فلز پایه فولاد st37 حاوی پرلیت و فریت درشت است در حالی که نواحی ناحیه تحت تاثیر حرارت دچار ریزدانگی کامل و جزئی شده اند. ناحیه همزده این فولاد نیز حاوی فریت - پرلیت ریز، فریت مرزدانه ای و ویدمن اشتاتن، مقدار اندکی بینیت، مارتنزیت و مارتنزیت اتوتمپر حاصل از استحاله آستنیت در حین سرد شدن جوشها می باشد. با افزایش سرعت چرخش ابزار یا کاهش سرعت جوشکاری به دلیل حرارت ورودی بالاتر، اندازه دانه فریت در ناحیه همزده فولاد st37 افزایش می یابد. در طرف دیگر جوشها، ریزساختار فلز پایه فولاد 304 حاوی دانه های درشت آستنیت است. در ناحیه تحت تاثیر عملیات ترمومکانیکی دانه ها تغییر شکل داده و چگالی نابجایی و دانه های فرعی زیاد دارند که نشان دهنده وقوع بازیابی پویا است. ناحیه همزده نیز حاوی دانه های ریز بازبلوری شده است که برخی دانه ها نابجایی کم و برخی نابجایی زیاد دارند. با افزایش سرعت چرخش ابزار یا کاهش سرعت جوشکاری، دمای تغییر شکل آستنیت در حین جوشکاری همزن اصطکاکی بیشتر بوده و در نتیجه اندازه دانه افزایش می یابد. نتایج سختی سنجی نشان داد که سختی نواحی همزده به دلیل وجود ریزساختار ظریفتر، از سختی فلزهای پایه مربوطه بیشتر است. همچنین سختی نواحی همزده دو فولاد با اندازه دانه طبق رابطه هال-پچ ارتباط معکوس دارد. آزمون کشش نیز استحکام و نرمی مناسبی برای جوشها نشان می دهد ولی در دو مورد از جوشها وجود عیوب اکسیدی و ذرات کاربید تنگستن باعث افت استحکام کششی و نرمی شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، جوشکاری همزن اصطکاکی غیرهمجنس فولاد زنگ نزن 304 به فولاد کم کربن st37 روی هم رفته ریزساختاری ظریف با مقدار مارتنزیت و بینیت اندک و بدون رسوبات کاربید کروم در جوشها ایجاد می کند که قابلیت این روش را برای جایگزینی با روشهای جوشکاری ذوبی نشان می دهد. همچنین جوشها علاوه بر ریزساختار مناسب از استحکام و نرمی بیشتر از فلز پایه st37 برخوردار هستند.

چکیده تولید نانوکامپوزیت سطحی بر روی فولادها می‏تواند سختی و خواص سایشی آنها را بهبود بخشد. فولادهای بلبرینگ به عنوان دسته‏ای از فولادهای مهم و پرکاربرد در صنایع هوایی، خودروسازی و... به شمار می‏روند. به علت همین کاربرد گسترده بهبود خواص سطحی این آلیاژها و بررسی شرایط تعمیر آنها اهمیتی ویژه دارد. سالانه 6 میلیون تن فولاد بلبرینگ تولید می‏شود. از روش همزن اصطکاکی می‏توان برای تولید نانوکامپوزیت سطحی بر روی فولاد بلبرینگ 52100 بهره برد. در این پژوهش فولاد 52100 تحت فرآیند همزن اصطکاکی قرار گرفت و با ایجاد شیار t شکل در سطح نمونه‏ها تلاش شد تا پودر کاربید سیلیسیم با ابعاد 50 نانومتر وارد سطح شود و نانوکامپوزیت سطحی ایجاد کند. توزیع پودر در سرعتهای دورانی و حرکتیِ (800، 30)، (800،50)، (630، 40) و (rpm 1250، mm/min 125) مناسب‏تر از نمونه‏های قرار گرفته تحت سایر سرعت‏های فرآیند است. نمونه با سرعت دورانی rpm800 و سرعت حرکتی 50 میلی‏متر بر دقیقه در بین این نمونه‏ها بهترین توزیع را دارد. سرعت‏های فرآیند بالا موجب ایجاد تیغه‏های مارتنزیتی با ابعاد 100 تا 600 نانومتر شد. با تولید نانوکامپوزیت سطحی مقاومت به سایش فولاد حدودا به 1.5 برابر نمونه‏هایی که بدون پودر تحت فرآیند همزن اصطکاکی قرار گرفته بودند، افزایش یافت. همچنین سختی این فولاد به 1.7 مقدار اولیه رسید. می‏توان در تحلیل نتایج گفت پودر نانو با قفل کردن حرکت نابجایی‏ها و مرزدانه‏ها موجب بهبود خواص سایشی و افزایش سختی ماده شده است. با توجه به حضور حداقلی آستنیت باقیمانده در شکل توده‏ای یا مکعبی در ساختار در خصوص پایداری ابعاد نمونه‏های تحت فرآیند همزن اصطکاکی قرار گرفته نگرانی وجود ندارد. مشخص شد در اثر فرآیند همزن اصطکاکی نیز لایه سفید بر روی سطح ماده ایجاد می‏شود. ضخامت این لایه در سرعت‏های بالاتر فرآیند دو برابر شد و از 60 میکرومتر به 120 میکرومتر افزایش یافت. مشخص شد عامل اصلی موثر در شکل‏گیری لایه سفید کارپلاستیک است. این لایه در اثر کارِ پلاستیکِ بیشتر، دانه‏ریزتر می‏شود و ضخامت آن نیز افزایش می‏یابد. کلیدواژه: فرآیند همزن اصطکاکی، نانوکامپوزیت سطحی، لایه سفید، سیلان، سایش، سختی.

چکیده وجود تنش های پسماند در قطعات و محصولات تولیدی منجر به افت کیفیت و کاهش عمر مفید آن ها می شود و می تواند در دراز مدت و یا در زمان اندک به شکست قطعات منجر شود. از آنجا که تشکیل تنش های پسماند در فرآیندهای تولیدی امری اجتناب ناپذیر است، بنابراین یکی از راه حل های لازم برای کاهش اثرات منفی این تنش ها، استفاده از روش های کاهش تنش پسماند است. روش حرارتی یکی از روش های عمده برای کاهش تنش پسماند است که در موارد زیادی کاربرد داشته و دارای مزایایی است. روش ارتعاشی (اعمال ارتعاشات فرکانس پایین) نیز یکی دیگر از روش های کاهش مقدار تنش پسماند است که در مورد قطعات و سازه های حجیم، بیشتر استفاده می شود. هر دو روش فوق دارای معایبی هستند که نمی توان از آن ها برای تنش گیری سازه های خیلی بزرگ استفاده کرد. در این رساله روش تنش گیری "جدیدی" مبتنی بر استفاده از امواج اولتراسونیک (ارتعاشاتی با فرکانس بالا و دامنه کم) ارایه شده است. از این روش می توان برای تنش گیری قطعاتی با اندازه کوچک و یا ورق های نازک نیز استفاده کرد. در این تحقیق برای اعمال تنش به نمونه های آزمون فرآیند ساچمه زنی انتخاب گردید و این فرآیند با استفاده از استاندارد آزمون المن بر روی نمونه ها انجام شد و پس از ایجاد تنش پسماند در نمونه ها، با استفاده از آزمون های تجربی، روشی موثر برای اعمال ارتعاشات به نمونه ها و تنش گیری اولتراسونیک آن ها یافت شد و این روش در همه آزمون ها برای تنش گیری استفاده شد. شبیه سازی اجزاء محدود در این رساله در دو مرحله انجام شد: شبیه سازی فرآیند ایجاد تنش (ساچمه زنی نمونه ها) و شبیه سازی زدودن تنش های پسماند. در شبیه سازی فرآیند ساچمه زنی، تعداد محدودی ساچمه در مدت زمان 10 ثانیه به نمونه برخورد کرده و خروجی تنش آن ها ذخیره شد و به عنوان ورودی، در تحلیل زدودن تنش ها استفاده شد. فرآیند زدودن تنش ها با تعریف کردن خواص مواد در حضور ارتعاشات اولتراسونیک، در نرم افزار آباکوس انجام شد. اثر ارتعاشات اولتراسونیک بر خواص مواد یکی از پدیده هایی است که توجیه و دلیل تنش گیری اولتراسونیک می باشد و سایر عوامل ذکر شده در رساله، ثابت در نظر گرفته شدند. برای به دست آوردن خواص مکانیکی مواد در حضور ارتعاشات اولتراسونیک، آزمون های تجربی انجام شد و پارامترهای نرم شوندگی فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی با اعمال ارتعاشات اولتراسونیک به این نمونه ها در فرآیند آزمون کشش به دست آمد. نشان داده شد که با افزایش شدت ارتعاشات اعمالی، استحکام کششی و تسلیم فلزات به مقدار 44-28 درصد کاهش می یابد. از نتایج به دست آمده در این بخش، در شبیه سازی فرآیند زدودن تنش ها استفاده شد. پس از برنامه نویسی در محیط آباکوس و تعریف پارامترهای نرم شوندگی آکوستیکی برای فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی ساده، هورن تنش گیری به صورت یک صفحه صلب غیر قابل تغییر شکل تعریف شد و در مدت زمان معینی ارتعاشات از طرف صفحه مذکور به نمونه المن مدل شده، وارد شد. نتایج استخراج حداکثر مقدار تنش پسماند در نمونه المن قبل و بعد از تنش گیری با هم مقایسه شد و مقدار درصد تنش گیری در شبیه سازی انجام شده محاسبه گردید. در آزمون های تجربی انجام شده، فرآیند تنش گیری اولتراسونیک بر روی دو گروه از مواد انجام گردید که عبارتند از: نمونه های فلزی ساچمه زنی شده آزمون المن و نمونه های اپتیکی. تنش گیری مواد فلز نیز برای روی فولاد کربنی ساده و فولاد ضد زنگ انجام شد و نتایج تنش گیری این دو گروه از مواد با هم مقایسه گردید. در این رساله، پارامترهای موثر در فرآیند تنش گیری اولتراسونیک معرفی و بررسی می شوند؛ این پارامترها عبارتند از: اندازه دانه ماده، دامنه ارتعاشات، زمان تنش گیری و نیروی پیش بار. بررسی تجربی اثر پارامترهای فوق نشان داد که اندازه دانه ها در بازه 90 – 9 میکرون، اثر مستقیمی بر روی مقدار درصد تنش گیری دارد. همچنین افزایش دامنه ارتعاشات اعمالی در بازه 8-4 میکرون، به افزایش درصد تنش گیری منجر می شود و زمان تنش گیری نیز در بازه 8-2 دقیقه نیز اثر مشابهی از خود نشان می دهد. اما نیروی پیش بار در بازه بررسی شده کمترین اثر را نشان داد. نتایج به دست آمده نشان می دهد نمونه های با اندازه دانه 9 میکرون، به طور میانگین به مقدار حداکثر 27 درصد با پراکندگی 6± درصد تنش گیری شدند در حالی که نمونه هایی با اندازه دانه 25 میکرون به طور میانگین حداکثر تا 32 درصد تنش گیری شدند (با پراکندگی 6± درصد) و بیشترین مقدار میانگین تنش گیری در نمونه هایی با اندازه دانه 90 میکرون دیده شد که حداکثر برابر با 47 درصد (با پراکندگی 7± درصد) بود. در تفسیر نتایج فوق افزایش اندازه دانه ها به کاهش طول مرز دانه ها نسبت داده شده و نتیجه گرفته شد که شدت انرژی ارتعاشی در مرز دانه ها بالا می رود و این امر منجر به فعال سازی بیشتر نابجایی ها در مرز دانه ها می شود و تنش گیری بیشتری رخ می دهد. برای مقایسه مقدار درصد تنش گیری اولتراسونیک با تنش گیری حرارتی، سه نمونه از هر کدام از گروه های آزمون، عملیات حرارتی شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، می توان گفت مقدار میانگین تنش گیری حرارتی حداکثر برابر با 40 درصد است و این مقدار بیشتر از میانگین تنش گیری اولتراسونیک (حداکثر 26 درصد) است اما در مواردی با انتخاب بهینه پارامترهای موثر درصد تنش گیری اولتراسونیک از مقدار 26 درصد بیشتر می شود. با بررسی تئوری مسئله مشخص شد که اندازه دانه ها تأثیر مستقیم در اثر ارتعاشات اولتراسونیک بر خواص مواد دارد و با افزایش اندازه دانه ها مقدار بیشتری از تنش های پسماند کاسته می شود و همچنین نتیجه گرفته شد که دامنه ارتعاشات و زمان تنش گیری، پارامترهایی هستند که با افزایش آن ها، مقدار تنش گیری افزایش می یابد.

دراین تحقیق ارزیابی پدیده تبلور در نسل جدیدی از آلیاژهای آمورف پایه آهن با کاربردهای سازه ای مدنظر می باشد. رویکردهای اصلی دراین تحقیق، ارزیابی تاثیر افزودن عنصر آلیاژی نایوبیم بر دو پدیده تبلور و رشد در یک گروه خاص ازاین آلیاژها و همچنین بررسی تغییرات سختی در حالتهای آمورف و کریستالی می باشد. ترکیب شیمیایی آلیاژها fe55-xcr18mo7b16c4nbx (x=0, 3, 4,5) می باشد. تهیه شمشهای اولیه در کوره ذوب القایی صورت گرفته و نوارهای مورد نیاز بررسی های سینتیکی و ساختاری با استفاده از فرایند ذوب-ریسی (melt-spinning) و سپس عملیات حرارتی در کوره عملیات حرارتی خلا تهیه شده اند. بررسی های سینتیکی به کمک داده های حاصله از آزمونهای اسکن گرمایی افتراقی (dsc) و همچنین تشخیص نوع فازهای تشکیل شده در ساختار با استفاده از آزمون های تفرق اشعه ایکس (xrd) صورت گرفته است. درادامه، ساختار میکروسکپی بوسیله میکروسکپهای الکترونی نوع عبوری (tem) و روبشی (sem) بررسی شده و سختی سنجی در مقیاس ویکرز برروی نمونه ها انجام شده است. نتایج نشان میدهد که افزودن عنصر آلیاژی نایوبیم به ترکیب شیمیایی آلیاژها، سبب افزایش قابلیت شیشه ای شدن آلیاژها می شود. بررسی نوارهای عملیات حرارتی شده مشخص نمود که فاز fe36cr12mo10 اولین فازی است که پس از انجام عملیات حرارتی در ساختار آلیاژها تشکیل می شود. افزایش عنصر آلیاژی نایوبیم در ترکیب شیمیایی آلیاژها سبب افزایش انرژی اکتیواسیون جوانه زنی، کاهش فرکانس جوانه زنی و نرخ رشد شده که نتیجه آن تبدیل ماهیت تبلور دومرحله ای به یک مرحله ای در آلیاژهاست. پس از انجام عملیات حرارتی آنیل، جوانه زنی فاز fe36cr12mo10 با میانگین اندازه 20 نانومتر در ساختار مشاهده شد. دراین تحقیق جوانه زنی فاز مذکور در کلنی های مجزا و با مورفولوژی "راه راه" در ساختار، تشخیص داده شد. دراین تحقیق سه منطقه مختلف دراستحاله تبلور، برای بررسی ضریب اورامی درنظر گرفته شد که این سه منطقه شامل مناطق جوانه زنی، رشد و رشد نهایی می باشد. مقادیر بدست آمده برای ضرایب سینتیکی مشخص می کند که افزایش عنصر آلیاژی نایوبیم سبب محدود شدن جوانه زنی و رشد فاز fe36cr12mo10 در تبلور مرحله اول آلیاژها می شود. همچنین مشخص شد که با افزایش عنصر نایوبیم در ترکیب شیمیایی آلیاژها، نیروی محرکه جوانه زنی، رشد و همچنین فرکانس جوانه زنی و نرخ رشد در تبلور فاز آهن آلفا (تبلور مرحله دوم) کاهش می یابد. باتوجه به نتایج حاصله از تصاویر میکروسکپ الکترونی عبوری مشخص شد که مکانیزم کاهش نرخ رشد کریستالها در ساختار، ایجاد لایه ممانعت کننده نفوذی در اطراف کریستالهای درحال رشد و کاهش سرعت نفوذ عناصر در ساختار است. نتایج آزمونهای تفرق اشعه ایکس و مشاهدات ساختاری حاکی از این است که با افزودن عنصر نایوبیم میانگین اندازه کریستالها در ساختار کاهش یافته و درواقع عنصر نایوبیم به عنوان یک تثبیت کننده ساختار عمل نموده که میانگین اندازه کریستالهای آهن در ساختار آلیاژها را کاهش می دهد. در بررسی های سختی سنجی مشخص شد که تشکیل محلول جامد فوق اشباع به عنوان مهمترین مکانیزم افزایش دهنده سختی در آلیاژها و در حالت آمورف می باشد. انجام عملیات حرارتی تک مرحله ای و ایجاد ساختاری حاوی زمینه آمورف به همراه کریستالهای نانوسایز fe36cr12mo10 سبب افزایش سختی نمونه ها تا حد 1900 ویکرز شده که قابل مقایسه با انواع پوششهای فوق سخت است.

پایش ریزساختار قطعه در هر فرایند متالورژیکی لازمه دست یابی به خواص مطلوب در آن قطعه است. از این رو شناخت و پایش عوامل تاثیر گذار بر ریزساختار نهایی در هر فرایند متالورژیکی همواره یکی از چالش های پیش روی محققین علم مواد بوده است. یکی از فرایندهای متالورژیکی که در چند دهه اخیر کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف یافته است فرایند جوشکاری و عملیات سطحی با استفاده از پرتو لیزر است. به دلیل سرعت انجماد بالا و شیب های حرارتی تند ایجاد شده، تغییرات ریزساختاری مختلفی در حوضچه مذاب و ناحیه متاثر از حرارت ناشی از تابش پرتو لیزر ایجاد می شود. هرچند ناحیه ذوب و منجمد شده و ناحیه تحت تاثیر حرارت در این فرایند در مقایسه با دیگر فرایندهای جوشکاری کوچک است اما تغییرات ریزساختاری حاصل همچنان می تواند بر کارکرد قطعه تاثیرات نامطلوبی داشته باشد. در این تحقیق به دو پدیده رشد دانه در ناحیه تحت تاثیر حرارت و همچنین جدایش عناصر آلیاژی در حوضچه مذاب ناشی از تابش تک پالس لیزر پرداخته شده است. برای این منظور از شبیه سازی میدان فازی استفاده شد. در بررسی رشد دانه ها در ناحیه تحت تاثیر حرارت، مطالعه اثر اندازه دانه اولیه بر ابعاد نهایی ناحیه تحت تاثیر حرارت در یک فلز خالص مورد توجه قرار گرفت. همچنین اثر توان لیزر و دمای اولیه نمونه بر ابعاد و سینتیک تشکیل ناحیه تحت تاثیر حرارت مطالعه شد. علاوه بر شبیه سازی عددی سعی شد یک مدل تحلیلی به منظور شناخت ارتباط بین اندازه دانه اولیه، متغیرهای فرایندی لیزر و ابعاد نهایی ناحیه تحت تاثیر حرارت ارائه شود. نتایج نشان داد که با افزایش اندازه دانه اولیه در شرایط حرارتی ثابت، ابعاد ناحیه تحت تاثیر حرارت کاهش می یابد. همچنین افزایش توان لیزر و دمای اولیه نمونه باعث افزایش خطی ضخامت ناحیه تحت تاثیر حرارت می شود. در بررسی جدایش عناصر آلیاژی در حوضچه مذاب، رفتار ترکیب بین فلزی نیکل – آلومینیم مورد مطالعه قرار گرفت. باتوجه به نتایج حاصل از شبیه سازی، رفتار غیر معمول جدایش آلومینیم در این ترکیب بین فلزی که در تحقیقات قبلی مشاهده شده است مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت.

روش فوم سازی آلپوراس یکی از روش های تجاری تولید فوم های فلزی است که با افزودن کلسیم به مذاب و همزدن گرانروی مناسب برای فوم سازی حاصل می شود. در این پژوهش تاثیر کلسیم و همزدن بر گرانروی مذاب آلومینیوم بررسی شد، مکانیسم های موثر بر این پدیده و ویژگی ها و شرایط عنصر افزودنی مشخص شد و در نهایت تاثیر این فرایند بر رفتار فومی شدن مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور در گام اول ویسکومتر دما بالا با دقت زیاد بر اساس ویسکومترهای سقوط گلوله ساخته شد. با استفاده از این ویسکومتر گرانروی مذاب در درصد های مختلف کلسیم و زمان های متفاوت هم زدن بررسی شد. در این پژوهش این پدیده از سه دیدگاه مورد بررسی قرار گرفت. در دیدگاه اول تاثیر مستقیم کلسیم بر گرانروی و ساختار آلومینیوم بررسی شد. در مرحله دوم تاثیر کلسیم بر مذاب فلزی دیگر (روی) ارزیابی شد و در نهایت تاثیر سایر عناصر آلیاژی (لیتیوم، منیزیم، سدیم و ...) بر گرانروی مذاب آلومینیوم مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه هایی از مذاب در شرایط مختلف گرفته شد و برای بررسی های مشخصه یابی متالوگرافی، xrd و sem به کاربرده شد. نتایج نشان می دهد که اکسیداسیون مذاب و تشکیل آخال های اکسیدی بسیار ریز باعث افزایش گرانروی مذاب آلومینیوم می شود. در حقیقت کلسیم باعث تغییر ساختار لایه محافظ از ?-al2o3 به فاز سیمانی ca3al2o6 می شود که مقاومت به خوردگی کمترو حجم بیشتری دارد. همزدن هم با ایجاد تلاطم این لایه محافظ را شکسته و به صورت ذرات بسیار ریز وارد مذاب می کند. این ذرات تر شوندگی کمی با مذاب دارند و تمایل زیاد به خوشه ای شدن و تجمع دارند، به گونه ای که بعد از هم زدن در مدت کوتاهی ذرات ریز زیر میکرون به ذرات درشت تبدیل می شوند و گرانروی مذاب کاهش می یابد. تمام عناصر پایین تر از آلومینیوم در دیاگرام الینگهام مانند کلسیم، منیزیم و لیتیوم توانایی تولید فازهای شبه سیمانی و افزایش گرانروی را دارند. عناصر بالاتر از آلومینیوم در صورتی توانایی تولید اینگونه فازها را دارند که فشار بخار بالایی داشته باشند. سدیم و روی از جمله این عناصر هستند. ذرات و آخال های اکسیدی با مکانیسم های متفاوت رفتار فومی شدن را تحت تاثیر قرار می دهند. با ایجاد محل های مناسب جوانه زنی حباب، فوم پذیری را بهبود می دهند. پایداری فوم را نیز با کاهش کشش سطحی، افزایش گرانروی، تشکیل شبکه اکسیدی و کاهش سرعت نفوذ گاز از دیواره ها افزایش می دهند.

پوشش های سرامیکی و روش های اعمال آنها از دیر باز مورد توجه بوده است. برخی از پوشش های پر کاربرد سرامیکی مثل پوشش های فوتوکاتالیتیک بسیار حساس به حرارت هستند و طی عملیات پوشش دهی به علت دمای بالا تغییر ساختار داده و عملکردشان افت می کند. بنابراین استفاده از روشی که حرارت انتقالی به پوشش سرامیکی را کم کند، بسیار مورد توجه است. پاشش سرد یکی از روش های پوشش دهی است که نسبت به سایر روش های پاششی دمای پایینی دارد. در نتیجه حرارت انتقالی به پودر و زیرلایه در این روش بسیار کم است. از این رو، به نظر می رسد روش پاشش سرد برای پوشش دهی مواد حساس به حرارت سرامیکی مناسب باشد. دمای عملیاتی پایین روش پاشش سرد باعث می شود که ذرات پودر در حالت جامد به زیر لایه برخورد کنند. سرامیک ها موادی ترد هستند و ممکن است هنگام برخورد شکسته شوند و پوشش تشکیل نشود. بنابر این برای حل این مساله لازم است تا پودر مخصوصی تولید شود. در پژوهش حاضر سعی شده است پودری تولید شود که ساختار آن بصورت آگلومره هایی متشکل از ذرات نانومتری باشد. بنابراین پودر تولید شده در حد میکرومتر و مناسب دستگاه پاشش سرد است. این پودر متخلخل با استفاده از روش سل ژل تولید شد. انرژی سطحی بالای ذرات، هنگام برخورد، منجر به اتصال این ذرات سرامیکی در حین برخورد شد و در نهایت پوششی سرامیکی به نسبت ضخیم با استفاده از روش پاشش سرد به دست آمد. مطالعات sem و xrd بر روی پودرها و پوشش ها انجام شد. نتایج حاصل از پوشش ها نشان داد که پوشش به دست آمده پوششی نانو ساختار و با ضخامتی میکرومتری است. بنابراین پوشش های حاصل از این روش هم خاصیت نانوساختار خود را حفظ می کنند و هم به علت پایین بودن دمای فرآیند، دستخوش تغییرات فازی حاصل از افزایش دما نمی شوند.

قاب های مهاربندی شده ی همگرا فولادی، به دلیل اقتصادی بودن و همچنین کنترل تغییر مکان جانبی به وجود آمده در اثر زلزله به واسطه سختی جانبی زیاد، مورد استفاده فراوان قرار می گیرد. با این وجود، این سیستم های باربر جانبی به دلیل شکل پذیری پایین، در هنگام زلزله رفتار خوبی از خود نشان نمی دهند. ارزیابی دقیق از شکل پذیری این سیستم و همچنین ارائه ی راهکارهایی برای بهبود عملکرد لرزه ای آن، هدف اصلی این تحقیق می باشد. برای رسیدن به اهداف تعیین شده، قاب های مورد مطالعه در نرم افزار etabs، تحلیل وطراحی شدند. این قاب ها دارای پیکربندی های مختلف و همچنین تعداد طبقات و طول دهانه های متفاوت می باشند. در ادامه با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی به ارزیابی قاب های مهاربندی همگرا، پرداخته شده و معایب و محاسن ضوابط آیین نامه های طراحی لرزه ای مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، روشی جدید و کارآمد برای تحلیل و طراحی لرزه ای قاب های مهاربندی شده ی همگرای ویژه تحت عنوان "طراحی لرزه ای قاب های ساختمانی توأم با مهاربندی های همگرا از طریق ایجاد تغییرات دما در اعضای مهاربندی" با استفاده از مفاهیم تنش و کرنش حرارتی معرفی گردید. استفاده از این روش، باعث افزایش سرعت عمل و دقت در تحلیل و طراحی می گردد. در پایان نیز روشی برای بهبود عملکرد لرزه ای قاب های مورد مطالعه ارائه شده است. در این روش یک سری الگوی بارهای جانبی اضافی، علاوه بر بارهای جانبی توصیه شده در آیین نامه های طراحی لرزه ای ارائه شده است. چنانچه این بارها با مقادیر توصیه شده در آیین نامه های طراحی لرزه ای جمع شوند و سازه براساس آن طراحی گردد، سازه از شکل پذیری بالایی برخوردار خواهد بود. برای مقایسه عملکرد لرزه ای قاب های طراحی شده با روش ارائه شده در این تحقیق، از تحلیل استاتیکی غیرخطی استفاده شده است. ضریب رفتار و پارامتر شکل پذیری و همچنین وزن سازه ای افزایش یافته، مبنای مقایسه رفتار قاب ها قرار گرفته است.

کرم فلزی در حال حاضر به دو روش استخراج می شود: روش متالوترمیک موسوم به روش گلداسمیت و روش الکترولیز در محلول آبی. این روشها دارای محدودیت هایی مانند قیمت نسبتاً بالای فرآیند و کیفیت نه چندان مناسب محصول هستند. فرآیند جدید ffc کمبریج یک روش احیا مستقیم الکتروشیمیایی در نمک مذاب است که برای به دست آوردن فلز خالص از طریق احیا ترکیبات فلزی به فلزات متناظرشان است که بویژه برای فلزاتی با ترکیبات فلزی با پایداری بالا ارجحیت دارد. از جمله مزایای این فرآیند سادگی و سرعت آن نسبت به روش های متداول استخراج فلزات، قیمت تمام شده پایین تر و کیفیت قابل قبول محصول است. تاکنون فلز تیتانیوم در مقیاس صنعتی با استفاده از این فرآیند تولید شده است. بنا بر این دلایل احیا مستقیم الکتروشیمیایی اکسید کرم سه ظرفیتی، 3o2cr، به کرم فلزی مد نظر قرار گرفت. در پژوهش حاضر ابتدا نمونه های قرصی شکل متخلخل اکسید کرم به روش ریخته گری دوغابی و سینتر آماده گردید. سپس نمونه ها در نمک مذاب کلرید کلسیم و در دمای 800 درجه سلسیوس در یک ولتاژ ثابت کمتر از اختلاف پتانسیل تجزیه نمک الکترولیز و در مدت زمان حدود 6 ساعت به کرم فلزی احیا گردید. نمونه های به دست آمده از آزمایش های الکترولیز با آزمون های بازرسی چشمی، اندازه گیری مقاومت الکتریکی، آنالیز فازی xrd ، آنالیز حرارتیdta و میکروسکوپ الکترونی روبشی sem مطالعه و بررسی شد. کریستال های مکعبی شکل کرم فلزی در این نمونه ها مشاهده گردید و با آنالیز فازی xrd تایید شد که محصول به دست آمده از الکترولیز، کرم فلزی است. در مرحله بعد با توجه به موفقیت آمیز بودن احیا اکسید کرم به کرم فلزی، برای اولین بار امکان تولید آلیاژی از سیستم دوتایی کرم - مس که اجزاء آن در یکدیگر نامحلولند، از طریق احیا مخلوط پودری اکسید کرم و اکسید مس مورد بررسی قرار گرفت. کلید واژه ها: کرم، اکسید کرم سه ظرفیتی، احیا مستقیم الکتروشیمیایی، فرآیند ffc کمبریج، الکترولیز، نمک مذاب، 2cacl

رفتار برخورد ذرات ترد در مقیاس نانو یک موضوع بحث انگیز در روش های پاشش جدید نظیر پاشش ایروسول و پاشش سرد محسوب می شود. لذا در این پژوهش به کمک شبیه سازی به روش دینامیک مولکولی به بررسی این موضوع پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا یک ماده ترد به کمک کاهش شعاع موثر در تابع پتانسیل لناردجونز به منظور ایجاد رفتاری ترد در ماده تعریف شد. پس از توصیف ماده ترد شبیه سازی رفتار برخورد ذرات به ازای مهمترین متغیرهای پاشش ایروسل یعنی اندازه ذره و سرعت پاشش انجام گردید. نتایج بدست آمده از این شبیه ساز ی ها نشان داد چنانچه اندازه ذرات پاششی از یک مقدار بحرانی کوچک تر گردد، ذرات ترد به جای نشان دادن رفتار شکست دچار تغییرشکل پلاستیک و اتصال با زیرلایه خواهند شد. این نتایج همچنین نشان داد تغییرشکل پلاستیک ذرات همچنین باعث ایجاد یک ساختار نانوبلور دردرون ذره می شود، پدیده ای که در آزمایش های تجربی پاشش ایروسول نیز مشاهده شده است. درپایان شرایط پاشش مناسب برای تغییرشکل پلاستیک ذره و اتصال آن با زیرلایه با ارایه یک مدل تحلیلی که تاثیرات اندازه ذره و انرژی سطحی ذرات در آن در نظر گرفته شده است ارایه گردید. نتایج این مدل تحلیل به صورت یک نقشه انتخاب متغیر های پاشش نظیر سرعت پاشش و اندازه ذره خلاصه شده است که به کمک آن می توان پوشش هایی از ذرات ترد را بطور موفق در دمای اتاق ایجاد نمود. این پنجره همچنین قابل استفاده جهت پاشش ذرات ترد در روش های پاشش ایروسول و حتی روش پاشش سرد می باشد.

ساختار جامدات شدیدا تحت تاثیر پاترامترهای انجماد مخصوصا سرعت کردن و تحت سرمایش قرار دارد. بنابر این، مسلم است که کنترل سرعت انجماد نقش مهمی در زمینه اصلاح ساختار فلزات بازی می کند و در نتیجه بر روی خواص مکانیکی تاثیر بسزایی می گذارد. استفاده از فرآیند انجماد سریع جهت رسیدن به خواص مطلوب جامدات از حدود چهار دهه قبل شروع و به سرعت پیشرفت کرده است. اولین نظریه در این رابطه توسط pol duwez در سال 1960 عنوان شد. بر طبق نظریه duwez، ترکیب دو فازی یک آلیاژ یوتکتیکی در اثر سرعت های تبرید خیلی زیاد به یک فاز جدید کریستالی و یا یک فاز جدید بی شکل تبدیل می گردد. در فرآیندهای معمول ریخته گری سرعت های سرد کردن حدود (k/s) می باشد و در برخی موارد حتی بسیار آهسته تر است. این در حالی است که در فرآیندهای انجماد سریع سرعت کردن حدود 10 تا k/s) 10 می باشد. در مقیاس های بالاتر حتی ممکن است از کریستالیزاسیون کاملا جلوگیری شود. در تحقیق حاضر از روش چرخاندن مذاب بر روی بلوک مبرد (melt spinning) جهت ایجاد سرعت بالای سرد کردن مذاب و تولید نمونه های نواری شکل در الیاژ آلومینیوم a16061 و a 413.1 استفاده گردید. سپس خواص و ساختار به دست آمده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی رویشی (sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، پراش اشعه xrd-x و میکروسختی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به خوبی نشان می دهد که سرعت بالای سرد کردن در این روش باعث ایجاد ساختارهای نانو و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی نمونه های نواری شکل حاصل از انجماد سریع در مقایسه با نمونه های به دست آمده از فرآیندهای معمول ریختگی گردید. به عنوان مثال میزان سختی در هر دو آلیاژ به دست آمده از طریق انجماد سریع نسبت به روش های معمول انجماد به میزان تقریبا دو برابر افزایش نشان می دهد.

هدف از این تحقیق، ارائه مدلی است که بتواند با تبیین رابطه بین عوامل موثر بر ترک گرم، تشکیل/عدم تشکیل ترک را در جوشکاری لیزر پالسی آلیاژهای آلومینیوم پیش بینی کند و بدین وسیله به یافتن درک بهتری از این پدیده کمک کند. بدین منظور مدلی برای پیش بینی تشکیل ترک بر اساس بقای جرم (رقابت بین نرخ کاهش حجم و نرخ برگشت مذاب) پی ریزی شد. دو منطق برای پیش بینی تشکیل ترک بکار گرفته شد. یکی بر اساس تعیین لحظه تشکیل ترک (پیدا کردن زمانی که نرخ برگشت مذاب کمتر از نرخ کاهش حجم می شود) و دیگری بر اساس مقایسه نرخ برگشت مذاب و نرخ کاهش حجم در لحظه ای که بیشترین حساسیت به ترک در آن لحظه وجود دارد. مدل بدست آمده قادر به در نظر گرفتن عوامل مکانیکی و غیرمکانیکی در تشکیل ترک است. طبق محاسبات انجام شده طول منطقه حساس به ترک و سرعت انجماد دو مشخصه غیرمکانیکی مهم هستند که تشکیل ترک را کنترل می کنند و این دو عامل با یکدیگر رابطه عکس داشته و افزایش یکی منجر به کاهش مقدار مجاز دیگری می شود. از بین عوامل مکانیکی نیز نرخ کرنش مهمترین عامل موثر در ایجاد ترک می باشد. این مدل تأثیر غلظت بر حساسیت به ترک را نیز می تواند به خوبی پیش بینی کند. همچنین این مدل روشی را برای محاسبه دو پارامتر مهم در مطالعات مربوط به ترک انجمادی یعنی کسر جامد همدوسی ( ) و کسر جامد پل زنی ( ) پیشنهاد می دهد. این مقادیر برای ریخته گری و بدست آمد که در تطابق با اندازه گیریها می باشد و برای لیزر پالسی نیز مقادیر و بدست آمد. برای ارزیابی این معیار از آزمایش هایی استفاده شد که در زمینه بررسی تأثیر دمای اولیه فلز پایه (?300، ?190- و دمای اتاق) و شکل زمانی پالس (مربعی و مثلثی) بر شدت ترک های انجمادی طراحی شده بودند. بر خلاف سایر معیارهای موجود که دارای ضعف در پیش بینی حساسیت به ترک هستند، این معیار علاوه بر پیش بینی خوب حساسیت به ترک در شرایط مختلف جوشکاری، رسیدن به درک بهتر از ترک انجمادی را ممکن می سازد و به علت سهولت استفاده از آن، در طراحی فرایند می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در جوشکاری لیزر پالسی با شکل دهی پالس حاصلضرب سرعت انجماد در طول منطقه حساس به ترک (حد فاصل بین نقطه همدوسی و پل زنی) کمتر از مقدار بحرانی m2/s 5-10×4/3 می شود و در نتیجه ترک انجمادی تشکیل نمی شود. نتایج حاکی از آن است که معیار پیشنهادی در مقایسه با معیارهای مرسوم کارایی را بهبود بخشیده است.

در این تحقیق، به تولید و بررسی ساختاری و همچنین خواص آب¬گریزی و روغن گریزی و خوردگی نانو پوشش های آسان تمیز شونده هیبریدی پرداخته شده است. این نانو پوشش ها توسط روش سل – ژل و در ترکیب¬های مختلف از پیش¬ ¬ماده هایtetraethylorthosilicate (teos) وglycidoxypropltrimethoxysilane (gptms) و fas)) fluroalkylsilane تولید شده است. بررسی مورفولوژیکی و ساختاری این پوشش¬ها، به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف سنجی مادون قرمز (ft-ir) انجام شده است. برای بررسی مقاومت به خوردگی پوشش ها از بررسی پولاریزاسیون (pds) استفاده شده است. همچنین آب¬گریزی و روغن گریزی سطوح از طریق اندازه گیری زاویه تماس سطوح از طریق آب ومواد روغنی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقاومت شیمیایی در محیط¬های مختلف از مقایسه زاویه های تماس آب قبل و بعد ازقرارگیری در محیطهای مخرب بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش¬های ایجاد شده بدون نیاز به دمای پخت بالا و استفاده از مواد مخرب برای محیط زیست، دارای مقاومت سایش مناسب و شفافیت بالا (حدود 90 درصد عبوردهی نور نسبت به شیشه) و همچنین خواص پایدار آب¬گریزی و روغن¬گریزی بالایی هستند. پوشش¬ها دارای زاویه تماس ?108 برای آب و ?72 و ?77 به ترتیب برای روغن معدنی و هگزادکان میباشند.

در این پژوهش به بررسی اثر فرایند همزن اصطکاکی در سرعت های دورانی پایین بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن آستنیتی aisi 316l پرداخته می شود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

تنش پسماند در پوشش ها مسأله مهمی است که بر کــارایی پوشش تأثیر بسزایی دارد. در پوشش های حاصل از فرایند پاشش سرد که ذرات با سرعت بالا و در حالت جامد به سطح برخورد می کنند، تنش پسمانــد از نوع فشــاری گزارش شده است، که امکان ایجاد پوشش هایی با ضخامت زیاد را فراهم می کند. با این حال تنش های پسماند، بخصوص در ضخامت های زیاد پوشش، می تواند باعث اعوجاج بیش از حد قطعه و بروز مشکلات جدی در تولید قطعه شود. از این رو بدست آوردن شناخت درستی از نحوه بوجود آمدن تنش پسماند و ارتباط آن با متغیرهای ماده و فرایند بویژه در جهت کنترل اعوجاج، اهمیت می یابد. در این تحقیق با استفاده از مدل سازی به روش اجزاء محدود به ارزیابی و تحلیل تنش پسماند در فرایند پاشش سرد و بررسی اثر عواملی چون ضخامت و خواص الاستیک پوشش و زیرلایه بر میزان تنش پسماند پرداخته شده است. سپس تاریخچه حرارتی سیستم مورد بررسی قرار گرفت و مقدار حرارت ورودی به سیستم به عنوان پارامتر کلیدی موثر بر تنش بدست آمد. با بررسی سیستم های مختلف مشخص شد که تاریخچه حرارتی سیستم نقش مهمی بر اعوجاج و حالت تنشی سیستم دارد، بطوریکه می تواند سبب تغییر تنش از حالت فشاری به کششی شود. بنابراین تغییر و بهبود تاریخچه حرارتی سیستم می تواند نقش مهمی در کنترل اعوجاج داشته باشد.

در این تز دو زمینه اصلی شبیه سازی ریخته گری یعنی ماکرومدلینگ و میکرومدلینگ پوشش داده شده است. در زمینه ماکرومدلینگ: با استفاده از الگوریتم اختلاف محدود سه بعدی یک مدل انتقال حرارت پایه ایجاد شد و با استفاده از آن روشهای مختلف در نظر گرفتن ازاد شدن حرارت ذوب مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. همچنین مدلی ایجاد شد که نواقص ناشی از انقباض قطعه در هنگام انجماد را پیش بینی می کرد. مدل انتقال حرارت با استفاده از محاسبات آنالیتیک تایید شد.در زمینه میکرومدلینگ: دو مدل با دو روش عمده میکرومدلینگ، یعنی ‏‎probabilistic‎‏ و ‏‎deterministic‎‏ ایجاد شدند. مدل ‏‎deterministic‎‏ براساس فرض جوانه زنی ناگهانی بوده و مدل ‏‎probabilistic‎‏ با استفاده از یک الگوریتم ‏‎cellular automata‎‏ ایجاد شد. از این دو مدل برای بررسی اثر پارامترهای مختلف ریخته گری روی ریز ساختار استفاده شد، و به علاوه مدل ‏‎probabilistic‎‏ برای پیش بینی ریز ساختار یک نمونه جوش مقاومتی به کار برده شد. مدلهای ‏‎probabilistic‎‏ و ‏‎deterministic‎‏ با داده های آزمایشگاهی تست شده و مورد تایید قرار گرفتند.

در این تحقیق، خصوصیات نقطه جوش مقاومتی در اتصال فولاد-فولاد بدون پوشش و با پوشش قلع، برنج-برنج و فولاد-برنج مورد بررسی قرار گرفتند. اثر پارامترهای جریان زمان و فشار بر خواص مکانیکی، ابعاد دکمه جوش و ریز ساختار مورد مطالعه قرار گرفتند. بررسی اثر جریان جوشکاری بر خواص اتصال فولاد-فولاد (با پوشش و بدون پوشش) نشان می دهد که با افزایش جریان جوشکاری تا قبل از بروز پاشش کلیه خواص بهبود می یابند. همچنین فولاد پوشش داده شده، نیاز به جریانهای بالاتری جهت رسیدن به خواص مناسب دارد. افزایش جوشکاری در فولاد پوشش داده شده با قلع، بهبود خواص مکانیکی و ریزساختاری را به همراه داشته است. افزایش زمان نگهداری، کاهش جزئی استحکام در محدوده مورد مطالعه را بدنبال داشته است و استفاده از فشار چکشی تاثیر چندانی بر نتایج نداشته است. در اتصال برنج-برنج، افزایش جریان جوشکاری ایجاد جوشی با خواص مناسب نموده است ولی با بروز پاشش کاهش خواص مشاهده می شود. استفاده از زمان کوتاه و جریان بالای جوشکاری نتایج مناسب تری را بدنبال داشته است. افزایش زمان نگهداری در این مورد استحکام جوش را بهبود داده است. در اتصال فولاد-برنج جهت ایجاد بالانس حرارتی از الکترودهایی با سطح تماس متفاوت استفاده شد. با انتخاب ترکیب مناسبی از پارامترهای موثر اتصال با خصوصیات مکانیکی مطلوب برقرار شد، با اینحال در بررسی میکروسکوپی ناحیه اتصال آثاری از درهم آمیختگی فولاد و برنج مشاهده نشد. جهت ارزیابی شرایط حرارتی در هر سه نوع اتصال، از مدل کامپیوتری فرایند در دو بعد استفاده شد. در این مدل معادله اصلی انتقال حرارت به روش اختلاف محدود حل می شود. نتایج بدست آمده از مدل در مورد اتصال فولاد-فولاد و برنج-برنج با نتایج تجربی سازگاری قابل قبول نشان می دهد.

در این تحقیق اتصال نوردی ورقها آلومینیوم که به عنوان مهم ترین روش تولید اوپراتورهای یخچال محسوب می شود. مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه بر اساس آزمایشات انجام شده بر روی یکسری اواپراتور، از ورقهای آلومینیوم خالص تجاری با خلوص 5/99% و ضخامت 4 میلی متر و با سختی حدود 45 برنیل استفاده شده است. ورقها تحت آنیل در درجه حرارت 345 درجه سانتیگراد و به مدت نیم ساعت قرار گرفته و به بهترین حالت کارپذیری و نورد رسیدند.بر اساس اینکه آماده سازی سطحی به عنوان یکی از مهم ترین اتصال محسوب می شود، نمونه های برش خرده با ابعاد 4*70*150 میلی متر تحت آماده سازی های مختلف از جمله، آندایز تک رو، آندایز دو رو، نیکل براق، چربی زدایی و غیره قرار گرفته و در درجه حرارتهای 25، 250، 400 و 500 درجه سانتیگراد تحت کاهش ضخامتهای مختلف از 10 الی 80% نورد شدند. در اتصال نوردی از یک سیستم نوردی آزمایشگاهی دو غلتکه با تناژ حداکثر 50 تن و سرعت حدود 30 دور در دقیقه و قطر غلتک 18 سانتیمتر استفاده شد.در نهایت نتایج حاصله از آزمایشات هم خوانی خوبی با تئوریها و تحقیقات ارائه شده از خود نشان دادند. در این بررسی ها مشخص شد، اتصال اولیه به صورت فاکتوری مثبت در جهت اتصال محسوب می شود و در نمونه های بدون اتصال اولیه، حالت برشی و سرخوردن از اتصال مناسب جلوگیری می کند. همچنین مشخص شد آماده سازی سطحی به عنوان مهم ترین فاکتور در اتصال مطرح است و بایستی لایه آماده سازی شده شرایط ویژه ای داشته باشد. به عنوان مثال تردی لایه آماده سازی در حین نورد باعث خرد شدن این لایه و ظاهر شدن فلز تمیز و عاری از اکسید شده و نواحی اتصال در اثر تماس سطوح عاری از اکسید ایجاد می گردد.در آماده سازی های اعمالی پوشش نیکل براق نسبت به آندایز از ارجحیت خاصی برخوردار بود و بدلیل تردی خاص و ضخامت ناچیز نسبت به لایه آندایز، از پراکندگی بهتر و بقایای کم لایه آماده سازی در فصل مشترک برخوردار بود و به همین دلیل استحکام برشی بالاتری نسبت به نمونه های آندایز از خود نشان می داد.با افزایش میزان کاهش ضخامت اتصال، استحکام برشی اتصال افزایش پیدا می کند و با افزایش میزان درجه حرارت، اتصال در کاهش ضخامت پائین تری آغاز می گردد.هم چنین مشخص شد که لایه آماده سازی سطحی بایستی مقدار بهینه ای داشته باشد و در تمامی حالات آماده سازی سطحی تک رو شرایط بهتری نسبت به دو رو از خود نشان می دهد. به طور خلاصه می توان گفت، در این پروژه فاکتورهای: درصد کاهش ضخامت، درجه حرارت، آماده سازی سطحی و نیازهای اولیه اتصال مدنظر قرار گرفته و بررسی شده اند.

پوشش های آلومینایدی به سبب مقاومت به اکسیداسیون در دماهای بالا بیشترین کاربرد را در حفاظت پره های توربین گازی هوایی به عهده داشته و سبب افزایش طول عمر قطعات توربین می گردند . هرچند که اصول ایجاد پوشش های آلومینایزینگ نفوذی به نظر ساده می باشند اما درک صحیح از مکانیزم ایجاد پوشش ها و فازهای تشکیل شده می تواند در بهبود خواص آنها در دماهای بالا تاثیر به سزایی داشته باشد . دراین پژوهش اثر پارامترهایی همچون دما ، زمان بر روی مورفولوژی ، میکروساختار و ضخامت پوشش در فرایند اکتیویته بالای آلومینیم مورد بررسی قرار گرفت . نتایج نشان می دهد که با افزایش دما و زمان ، ضخامت لایه آلومینایزینگ بدست آمده تاحدی افزایش یافته و پس از آن رشد ضخامت لایه متوقف می شود . اصولا پوشش های بدست آمده در فرایند اکتیویته بالای آلومینیم پس از عملیات حرارتی سه لایه ای می باشند که لایه بیرونی حاوی رسوبات غنی از کروم بوده و زمینه پوشش غنی از عنصر آلومینیم می باشد در حالیکه در لایه میانی اثری از این رسوبات وجود ندارد . در لایه نفوذی که در زیر این لایه ها قرار دارد فازهای ستونی شکل که به فاز سیگما معروفند تشکیل می گردند .

پاشش سرد از نوترین روشهای پوشش دهی ضخیم، با نرخ بالای رسوب دهی، به شمار می رود. در این روش که از نیمه دوم دهه 90 میلادی در حال گسترش است، بر خلاف روشهای معمول پاشش گرم، ذرات تا پیش از برخورد به سطح ، کاملا جامد اند و بنابراین از بروز مسایل بعدی مربوط به انقباض ضمن انجماد پوشش و تنشهای پسماند جلوگیری می گردد. در صورتی که سرعت ذرات ، به سرعت هایی بیش از یک سرعت بحرانی که ویژه هر ماده ای است، برسد ، تنها دراثر انرژی جنبشی ذرات، پوشش هایی فشرده و محکم بر روی سطوح مواد فلزی یا عایق پدید می آید. گرمای آدیاباتیک ناشی از برخورد ذرات ، باعث ایجاد ناپایداری برشی و تشکیل جت می شود . با استفاده از مدلسازی دو بعدی کرنش مسطح، که با توجه به نتایج به دست آمده سازگاری خوبی با حالت مدلسازی دو بعدی تقارن-محوری دارد، از طریق شبیه سازی فرآیند، به صورت برخورد ذرات متعدد به سطح ، می توان ریزساختار کلی پوشش را پیش بینی کرد. این نتایج نشان دهنده آن است که میزان پخش شدن ذرات با گذشت زمان به خاطر کوبیده شدن توسط ذرات متعاقب ، بیشتر شده از اینرو ، میزان له شدگی ذره به عوامل دیگری به جز سرعت اولیه ذره بستگی دارد.