با وجود خواص بسیار مطلوب آلومینیوم و آلیاژهای آن و کاربردهای روبه گسترش در صنایع مختلف ، به علت سختی کم ، نقطه ذوب پائین و مقاومت به سایش نامطلوب و اصولاً خواص تریبولوژی ضعیف ، بکارگیری آن ها در بخش هایی که با اصطکاک شدید و بارگذاری مکانیکی و حرارتی در ارتباط هستند، محدود می شود . لذا به منظور توسعه کاربرد می بایست به روش های مختلف کارائی سطحی آن ها را افزایش داد . از آن جا که امکان تغییر حالت مارتنزیتی (در فلزات آهنی ) و لذا استحکام دهی ناشی از آن برای آلومینیوم و آلیاژهای آن وجود ندارد لذا برای افزایش قابلیت آنها عمدتاً از عملیات سطحی استفاده می شود . در این میان آلیاژسازی سطحی آلومینیوم توسط لیزر با ایجاد ساختارهای کاملاً کنترل شده روش مؤثری در بهبود خواص سایشی و خوردگی است. در پژوهش حاضر تأثیر متغیرهای اصلی در آلیاژسازی سطحی توسط لیزر nd-yag ضربانی همچون زمان اندرکنش پرتو با ماده ، توان و چگالی توان و همچنین اثر روبش مجدد در تشکیل ترکیبات بین فلزی نیکل و آلومینیوم و در نهایت بر رفتار تریبولوژیک آن ها مورد بررسی قرار گرفته است . ریز ساختار ، ترکیب شیمیایی و هندسه لایه آلیاژی شده ، خواص مکانیکی و رفتار تریبولوژیک آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ، آنالیز edx ، پراش پرتو x (xrd) ، میکروسختی سنج و دستگاه سایش لغزشی رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفت . مشخص شد که زمان اندرکنش پرتو لیزر ضربانی دارای اثر مهمی بر ریزساختار و خواص لایه های آلیاژ شده می باشد . همچنین مشخص گردید که اثرات چگالی و مقدار انرژی جذب شده از پرتو لیزر هر دو بر عمق لایه آلیاژ شده و سختی می بایست بطور همزمان مورد ارزیابی قرار گیرد . نتایج نشان می دهد که روبش مجدد لیزر موجب تغییر در ترکیب شیمیایی نمونه های فرآوری شده می شود. ترک های طویل و عمیق تشکیل شده درحوضچه در شرایط روبش مجدد به علت اثرات حرارتی ناشی از روبش سوم از بین می روند. نتایج بررسی رفتار تریبولوژیک لایه های آلیاژ شده نسبت به آلومینیوم بدون پوشش و آلومینیم آبکاری شده از کاهش قابل توجهی در نرخ سایش حکایت دارد. کاهش نرخ سایش نمونه های آلیاژ شده توسط لیزر به تشکیل ساختارهای شامل فازهای سخت آلومیناید نیکل ربط داده می شود. با روبش مجدد ، علی رغم افزایش سختی در لایه آلیاژ شده ؛ نرخ سایش افزایش می یابد که این رفتار متناسب با ریز ساختار و لذا مکانیزم سایش ناشی از آن ارزیابی می شود .

آلیاژ آلومینیم as5u3g با توجه به خواص کاربردی مناسب در ساخت قطعات خودور و نظیر سرسیلندر استفاده میشود. تحقیقات مختلف نشان داده است که جوانه زایی و افزایش سرعت سردشدن سبب بهبود خواص مکانیکی میگردد. از این رو ایجاد شرایط مناسب انجمادی و جوانه زایی، یکی از مهمترین و عمدهترین مسائل ریخته گری این آلیاژ میباشد. محققان، مهندسان و صنعتگران متالوژی و ریخته گری همواره در پی این بوده اند که با روشهای مختلف بتوانند قبل از ریخته گری و تولید ابنوه قطعه، از صحت خواص آن اطمینان حاصل کنند که در آن صورت مسلما در وقت و هزینه نیز صرفه جویی خواهد شد. بنابراین آنالیز حرارتی منحنی سرد شدن به عنوان ابزار مطالعه واکنشهای شیمیایی و فیزیکی جهت کنترل کیفیت همزمان با خط تولید استفاده شده است. در این پژوهش تاثیر سرد شدن و جوانه زایی روی آلیاژ as5u3g مورد بررسی قرار گرفت و به منظور ارائه یک روش کنترل کیفی و بررسی رفتار انجمادی، از رسم نمودارهای سرد شدن و مشتق اول به وسیله تکنیک آنالیز حرارتی، همراه با آزمایش های متالوگرافی و کوانتومتری استفاده به عمل آمد. مشخص گردید که در آلیاژ as5u3g افزودن حدود 17/0 درصد تیتانیم بهترین ریزدانگی را به همراه دارد. همچنین از تغییرات دما و زمان فوق تبرید، جوانه زنی، دمای رشد دندریتها و دمای فوق تبرید گرمابخشی میتوان به راحتی جهت کنترل جوانه زایی و تخمین اندازه دانه بهره جست. افزایش سرعت سرد کردن نیز کلیه عوامل ریزساختاری و پارامترهای انجمادی را تحت تاثیر قرار میدهد. در ادامه نقطه کوهیرنسی دندریت به کمک آنالیز حرارتی با دو ترموکوپل تعیین گردید و مشخص شد که با جوانه زایی دندریت ها دیرتر کوهپرنت میشوند.

جهت بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی (سختی، چقرمگی و خواص سایشی) و بهینه سازی مقاومت سایشی و چقرمگی فولادهای کروم-مولیبدن دار، این فولاد تحت عملیاتی حرارتی مختلف کوینج مستقیم و همدما قرار گرفت. قطعات پس از نگهداری در دمای آستنیته در کوینج مستقیم بوسیله آب، هوای فشرده و هوای آرام خنک شد و در کوینج همدما در حمام نمک به مدت 802، 30و 120 دقیقه در دماهای c 200 (عملیات مارتمپرینگ) و c 300 (عملیات آستمپرینگ) نگهداری شده و سپس در هوای آرام تا دمای محیط خنک شد. بررسی ساختار بوسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی و تست های سختی و ضربه نشان داد، از محیط های سرد کننده قوی تر تاثیر محسوسی بر ریزساختار و سختی قطعات نداشته و فقط باعث افت شدید مقاومت در برابر ضربه به دلیل ایجاد ترک های ناشی از کوینج می شود. نتایج بررسی ها نشان داد، افزایش دمای حمام باعث افزایش جزء حجمی بینیت، کاهش جزء حجمی مارتنزیت و آستنیت باقیمانده، کاهش سختی و افزایش چقرمگی می شود. در ضمن افزایش زمان نگهداری در حمام نمک در دمای c200 تاثیر محسوسی بر خواص مکانیکی و ریزساختار نداشته، ولی افزایش زمان نگهداری در حمام نمک در دمای c300 باعث افزایش جزء حجمی بیتیت، کاهش جزء حجمی مارتنزیت و آستنیت باقیمادنه کاهش سختی و افزایش چقرمگی می شود. بر روی تعداد ی از نمونه ها، آزمایش سایش خشک پین روی دیسک تحت بازه نیرویی "n 8/57، 3/81، 6/104" و در سرعت ثابت m/s 1/2 ، انجام گردید. از سطح سایش یافته، براده های از سایش و سطح جانبی نمونه های تصاویر sem تهیه گردید. آزمایش xrd نیز بر روی براده های حاصل از سایش انجام گرفت. شواهد حاصل از آزمایشات وجود مکانیزک سایش اکسیدی ملایم در همه نمونه ها در تمام نیروهای اعمالی و مکانیزم سلیش تورقی شدید همراه با مکانیزم سایش اکسیدی ملایم در نمونه زیختگی در نیروهای بالا و مکانیزم سایش شدید plasticity-dominated wear همراه با مکانیزم سایش اکسیدی ملایم در نمونه آستمپر شده به مدت 2 ساعت در نیروهای بالا را نشان داد. مشخص گردید که در تمام نیروهای اعمالی خواص سایشی این فولاد با افزایش کسر حجمی مارتنزیت و کاهش کسر حجمی بینیت و آستنیت افزایش می یابد، مقایسه خواص سایشی فولاد کروم-مولیبدن دار در شرایط مختلف عملیات حرارتی نشان داد که فولادهای مارتمپر شده در همه نیروهای اعمالی دارای خواص سایشی بهتری نسبت به سایر فولادها می باشد.

فازهای سیلیسیم یوتکتیک در آلیاژهای ریختگی آلومینیم-سیلیسیم بصورت تیغه های خشن و سوزنی شکل در ریزساختار مشاهده می شوند که این نوع مورفولوژی موجب افت شدسد خواص مکانیکی قطعات می گردد از اینرو لزوم عملیات بهسازی جهت اصلاح ساختاری این آلیاژها مدنظر می باشد در این تحقیق جهت بهسازی ساختار آلیاژ as5u3g از آمیژان al 10r استفاده شد و با استفاده از ابزار دقیق و پیشرفته آنالیز حرارتی، منحنی های سرد شدن و مشتق اول متناظر آنها برای نمونه های حاوی مقادیر مختلف استرانسیم ترسیم شدند که از بررسی اطلاعات حاصل از آنها دماهای جوانه زنی، مینیمم و رشد یوتکتیک آلومینیم-سیلیسیم تعیین گردیدند. همچنین با افزودن استرانسیم دو تغییر عمده بر یوتکنیک al si در منحنی ها قابل بررسی است که آنها عبارتند از: مادون انجماد رشد یوتکتیک سیلیسیم نسبت به حالت بهسازی نشده () و مادون انجماد گرمابخشی واکنش یوتکتیک () در ماگزیمم مقدار 4/5، نرخ بهسازی که از مقایسه تصاویر میکروسکوپی تهیه شده با تصاویر استاندارد تعیین می گردد. نیز ماگزیمم مقدار خود (نرخ 5/5) را دارا می باشد که با توجه به رابطه مستقیم ایندو پارامتر، محدوده بهینه استرانسیم جهت بهسازی کامل، sr %wt(0/014-0/012) تعیین می گردد. همچنین در بررسی مشتق اول منحنی های سرد شدن، 6 پیک که مربوط به تشکیل 6 فاز هستند، مشاهده و ثبت گردید که هریک از پیکها مبین ایجاد یک فاز و انجام واکنشی متناظر با آن است که به کمک تصاویر میکروسکوپی و انجام آنالیز فازی eds مشخص شد که پیکها مربوط به تشکیل دندریت های آلفاa، فازهای al15(mn,fe)3si2، یوتکتیک alsi، al8mg3fesi6، al5mg8cu2si6 هستند که دمای تشکیل این فازها در آلیاژ بهسازی نشده به ترتیب برابر با 610،600،3/554،2/503 و 6/489 می باشد. بررسی نتایج نشان می دهند که مقادیر مختلف استرانسیم بر دمای تشکیل و مادون انجماد لازم در واکنشهای پس از یوتکنیک را نیز موثر می باشند.بطورکلی با توجه به اینکه تعیین میزان بهسازی فقط از طریق آنالیز کوانتومتری غیرممکن می باشد و نیز تعیین نرخ بهسازی از طریق متالوگرافی در خطوط تولید کارخانجات صنعتی، فرآیند زمان گیر می باشد، لذا تکنیک آنالیز حرارتی روشی ساده، سریع، قابل اطمینان و با دقت مناسب می باشد که در این راستا مطرح می گردد با استفاده از نتایج این تحقیق میتوان از روش آنالیز حرارتی در جهت کنترل خواص ساختاری و بعنوان ابزار کنترل کیفیت در خط تولید استفاده نمود.

چکیده ندارد.

جهت گسترش کاربرد آلیاژهای ‏‎al-si-cu-mg‎‏ در صنعت ایجاد استحکام و انعطاف پذیری بالا به صورت همزمان ضروری به نظر می رسد. ترکیب شیمیایی و شرایط انجماد دو عامل موثر بر خواص مکانیکی و ریزساختار آلیاژها می باشند. در این تحقیق 4 نوع آلیاژ با درصد های مختلف مس 2/0، 7/0، 5/1 و 5/2 تهیه گردیده و سپس در 4 نوع قالب (ماسه، چدن، مس و گرافیت ) ریخته گری انجام گرفت.پس از آن بخشی از نمونه ها تحت عملیات حرارتی ‏‎t6‎‏ قرار گرفتند . بعد از این مرحله خواص مکانیکی و ریزساختار نمونه ها قبل و بعد از عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت.نتایج حاکی از آنست که آلیاژ 356 حاوی 5/1 درصد مس می تواند به عنوان یک آلیاژ با خواص استحکامی و انعطاف پذیری بالا در صنایع مورد استفاده قرار گیرد.

بررسی اثرات دما و زمان آستنیته کردن بر خواص مکانیکی چدنهای نشکن آستمپر ‏‎(adi)‎‏ غیر آلیاژی بیانگر آن است که در دمای آستمپرینگ 375 درجه سانتی گراد با افزایش دمای آستنیته کردن در محدوده 860 تا 940 درجه سانتی گراد مقادیر سختی، استحکام تسلیم، استحکام کششی و درصد ازدیاد طول کاهش می یابد. با کاهش دمای آستمپرینگ به 275 درجه سانتی گراد رفتار چدن تغییر کرده به نحوی که با افزایش دمای آستنیته کردن در همان محدوده، مقادیر سختی و استحکام تسلیم کاهش یافته، مقادیر استحکام کششی بدون تغییر مانده و میزان درصد ازدیاد طول افزایش می یابد. نتایج بدست آمده بیانگر این است که تغییر زمان آستنیته کردن از 5/0 ساعت به 1 یا 2 ساعت در محدوده دمایی یاد شده سبب بروز تغییرات در خواص کششی و سختی در دمای آستمپرینگ 275 و 375 درجه سانتی گراد نشده است.

افزودن استرانسیم به عنوان عامل بهساز در آلیاژهای یوتکتیک آلومینیم - سیلیسیم که از پرمصرف ترین آلیاژهای آلومینیم در صنعت می باشند، با تغییر مورفولوژی سیلیسیم، سبب افزایش استحکام کششی و شکست، و بهبود قابلیت ماشینکاری و ریخته گری می گردد. استفاده از استرانسیم به صورت آمیژان به دلیل سهولت کاربرد آن، کنترل بهتر اصلاح ساختار، زمان میرایی بیشتر در مذاب و جذب هیدروژن کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که ایران به عنوان یکی از منابع جهانی کانی اولیه استرانسیم (سلستیت) شناخته شده است، تصمیم بر آن شد که ترکیبات استرانسیم مورد نیاز در این پروژه از منابع اولیه داخلی آن تهیه گردد. به این منظور، ابتدا شرایط مناسب جهت استخراج استرانسیم از سلستیت به دو روش لیچینگ مستقیم و احیا با زغال چوب به دست آمد. در لیچینگ مستقیم پارامترهای دما و زمان لیچینگ، نسبت مولی کربنات سدیم به سلستیت و غلظت محلول کربنات سدیم مورد بررسی قرار گرفت و بهترین شرایط، دمای 90 درجه سانتی گراد، زمان 120 دقیقه، نسبت مولی 5/1 و غلظت محلول‏‎100g/1‎‏ مشخص گردید. در روش احیا با زغال چوب نیز پارامترهای دما و زمان احیا، نسبت و اثر اندازه دانه زغال بررسی شدند و شرایط بهینه دمای 1050 درجه سانتی گراد، زمان 90 دقیقه، نسبت زغال 72/20 درصد و اندازه دانه زغال 100 + مش مشخص شدند. یک نمونه از کربنات استرانسیم حاصل از لیچینگ مستقیم تکلیس شده و تاثیر پارامترهای دما، زمان نسبت استوکیومتری پودر زغال در میزان تکلیس، ارزیابی گردید که دمای 1150درجه سانتی گراد، زمان 80 دقیقه و دو برابر نسبت استوکیومتری پودر زغال به کربنات استرانسیم به عنوان شرایط مناسب انتخاب شدند. در پایان، از میان روشهای متداول ساخت آمیژان، دو روش احیا متالوترمی و الکترولیز نمک مذاب، مورد بررسی قرار گرفتند.

با توجه به کاربرد روزافزون آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیم و بخصوص آلیاژ 356 در صنایع خودروسازی، هوافضا و نظامی و ارتباط تنگاتنگ میان میکروساختار و خواص مکانیکی، اصلاح ساختاری این دسته از آلیاژها از طریق بهسازی ذرات فاز سیلیسیم یوتکتیک و ریزدانه سازی زمینه آلومینیمی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. در روش مرسوم برای اصلاح ساختاری این آلیاژها، مواد جوانه زا و بهساز بطور جداگانه به مذاب افزوده می شوند. اما در تحقیق حاضر عملکرد آمیژانهای جوانه زا - بهساز ‏‎al-sr-ti-b, al-sr-b‎‏ در جوانه زایی و بهسازی همزمان آلیاژ 356 آلومینیم مورد بررسی قرار گرفته است. بکارگیری آمیژانهای مذکور علاوه بر مزایای تکنولوژی، دارای مزایای اقتصادی متعددی می باشد که از جمله می توان به صرفه جویی در زمان و هزینه عملیات اشاره نمود. بدین منظور با توجه به نتایج تحقیقات قبلی، پس از تهیه آمیژانهای ‏‎al-sr-2b, al-sr-2/5ti-2/5 b, al-sr-5ti-1b‎‏ حاوی درصدهای متفاوت استرانسیم، نمونه هایی از آلیاژ 356 به دو روش جدید (با استفاده از آمیژانهای جوانه زا - بهساز) و روش مرسوم، در شرایط کاملا مشابه تحت عملیات اصلاح ساختاری قرار گرفت. نتایج بدست آمده از مقایسه عملکرد اصلاح ساختاری دو روش مذکور نشان می دهد که عملکرد آمیژانهای جدید در اصلاح ساختاری آلیاژ 356 قابل مقایسه و بعضا بهتر از عملکرد روش مرسوم می باشد. بنابراین با در نظر گرفتن مزایای اقتصادی متعددی که استفاده از روش جدید به همراه دارد، استفاده از آمیژانهای مذکور می تواند بعنوان رهیافت بسیار مناسبی برای دستیابی به قطعات کیفی با صرف کمترین هزینه به شمار آید. در خاتمه با توجه به شرایط حاکم بر آلیاژ مورد استفاده در این تحقیق، آمیژان ‏‎al-sr-5ti-1b‎‏ حاوی 55/0 - 5/0 درصد استرانسیم بعنوان آمیژان با ترکیب بهینه برگزیده گردید.