چکیده آلیاژ حافظه دار niti به دلیل استحاله های فازی غیر نفوذی و برگشت پذیر که بین فازهای آستنیتی و مارتنزیتی آن رخ می دهد از ویژگی های منحصر به فرد حافظه داری و سوپرالاستیسیته برخوردار است که آن را از دیگر مواد متمایز می کند. وجود هر یک از این ویژگی ها در آلیاژ وابسته به دمای کابرد آن است و با توجه به دماهای بحرانی استحاله مارتنزیتی، ممکن است در برخی دماها فقط یکی از اثرات یا هردوی آنها مشاهده شوند. به همین دلیل جهت استفاده از این آلیاژها در دماهای خاص، دماهای بحرانی آن ها را توسط روش های مختلف ترمومکانیکی و پیرسازی و استفاده از عناصر آلیاژی و یا تغییر مقدار نیکل و تیتانیوم، تنظیم می کنند. در این تحقیق تأثیر عملیات مکانیکی و عملیات حرارتی بر رفتار سوپرالاستیک سیم حافظه دار niti که در دمای اتاق در فاز آستنیت قرار داشت بررسی شد. برای این منظور از آزمایش کشش سیکلی (به صورت بارگذاری و باربرداری) و کالریمتری روبشی افتراقی (differential scanning calorimetry) جهت بررسی رفتار استحاله مارتنزیتی استفاده شد. همچنین ریزساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (scanning electron microscopy) بررسی شد. آزمون کشش روی نمونه اولیه نشان داد که این نمونه در دمای اتاق رفتار سوپرالاستیک را به خوبی نشان می دهد. تصویر sem نمونه اولیه نشان داد که رسوبات ریز ni4ti3 در فاز آستنیت پراکنده شده اند. آزمون dsc رفتار استحاله دومرحله ای b2?r?b19? را در نمونه اولیه نشان داد. آزمون dsc نمونه تغییرشکل یافته نشان داد که پیک های استحاله های b2?r?b19? به صورت چندمرحله ای و نسبتاً پهن پدیدار شده اند. از آنجا که رفتار سوپرالاستیک با شرایط مختلف بارگذاری تغییر می کند آزمون کشش در دامنه های کرنش 5% تا 10% و نرخ های کرنش /min006/0 تا /min 2/1 روی این سیم ها انجام شد. با افزایش نرخ کرنش، ناحیه تنش ثابت در مرحله بارگذاری به سمت بالا جابجا شد و ناحیه تنش ثابت در مرحله باربرداری ابتدا به سمت پایین و سپس به بالا جابجا شد. همچنین با افزایش نرخ کرنش، کرنش دائمی افزایش و کرنش سوپرالاستیک ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. در بخش آخر تأثیر عملیات حرارتی آنیل در دماهای °c300، تا °c750 و زمان های h5/0 و h3 بر رفتار استحاله نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان داد که آنیل در دمای °c300 و زمان h5/0 منجر به بهبود رفتار سوپرالاستیک می شود و آنیل در دمای °c450 و زمان h3 موجب به وجود آمدن اثر حافظه داری می شود. ریزساختار نمونه های آنیل شده نشان داد که آنیل در دماهای °c600 و بالاتر منجر به تبلور مجدد و رشد سریع دانه ها می شود و آنیل در دمای °c750 موجب حل شدن رسوبات ni4ti3 در فاز زمینه و شکل گیری رسوبات ni3ti2 می شود.

یکی از مباحثی که در سوپرآلیاژها مورد بحث و توجه قرار می گیرد، رشد و درشت شدن ذرات گاما پرایم در مدت زمان های طولانی در دماهای بالا است. اصلی ترین تئوری کلاسیکی که رفتار درشت شدن رسوب را توضیح می دهد، تئوریlsw است. در این تحقیق سینتیک درشت شدن رسوب گاما پرایم در سوپرآلیاژ پایه نیکل gtd-111 در دو سیکل با دو ریزساختار متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا تمام نمونه ها تحت عملیات حرارتی انحلال کامل در دمای 1200 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت قرار گرفتند تا رسوبات گاما پرایم درشت اولیه کاملا در زمینه حل شوند و ساختاری همگن بدست آید. سپس نمونه ها به دو دسته 10 تایی تقسیم شدند. برای بدست آوردن دو نوع ریزساختار متفاوت و بررسی تاثیر آن در فرایند درشت شدن، یک سری از نمونه ها دوباره تحت عملیات حرارتی در دمای 1150 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت قرار داده شد. سپس تمام نمونه ها با پیرسازی در دمای 1000 درجه سانتیگراد در زمان های 1، 3، 7، 15، 25، 50، 100، 150 و 200 ساعت مورد مطالعه قرار گرفتند. در تصاویر بدست آمده از sem پدیده هایی مانند درشت شدن کند شونده، تقسیم شدن به دو یا هشت قسمت، الوار مانند شدن و ردیف شدن از جمله رفتارهایی هستند که مشاهده شدند. از دلایل اصلی این پدیده ها که با قوانین ارائه شده برای درشت شدن قابل توجیح نیستند، تاثیر کرنش الاستیک و تاثیر برهم کنش الاستیکی آنها روی یکدیگر در سینتیک درشت شدن است. این انرژی از جمله دلایل متفاوت بودن مورفولوژی رسوب در حین پیرسازی در دو سیکل با ریزساختارهای متفاوت است. همچنین در این آلیاژ انرژی فعالسازی برای نفوذ عناصر اصلی سازنده رسوب گاما پرایم، نیکل، آلومینیوم و تیتانیوم، در حین درشت شدن kj/mol 258 بدست آمد که با مقادیر بدست آمده توسط دیگر محققان تطابق خوبی دارد.

فوم پلی اورتان یکی از پرکاربردترین انواع فوم های پلیمری می باشد که بنا بر نوع ساختار سلولی در مصارف ضربه گیری، عایق حرارتی، عایق صوتی، لوازم راحتی خانه (مانند مبلمان و تشک) و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. کامپوزیت سازی از فوم پلی اورتان یکی از رویکردهای استفاده ی بهینه از این نوع فوم ها می باشد. به منظور تولید فوم کامپوزیتی، انواع ذرات و رشته ها را می توان به کار برد. در بحث استفاده از ذرات، نانو ذرات به دلیل دارا بودن سطح ویژه ی بسیار بالا و بخشیدن خواص منحصر بفرد به کامپوزیت حاصل از توجه خاصی برخوردار است. نسبت بالای سطح به حجم ذرات اگرچه باعث چسبندگی مناسبی با زمینه می شود اما از طرفی دیگر تمایل جذب ذرات به همدیگر از طریق نیروهای بین مولکولی نیز افزایش می یابد. برای رفع این مسئله پس از افزودن نانوذرات به زمینه مایع، از فرایند آلتراسونیک برای پخش ذرات استفاده می گردد. یکی دیگر از روش های کامپوزیت سازی که جزئی از شیمی تر محسوب می شود و در تحقیق حاضر نیز مورد استفاده قرار گرفته است فرایند سل- ژل می باشد. در طی این فرایند با کنترل شرایط، آلکوکسید فلز در اثر هیدرولیز تبدیل به اکسید آن فلز با ساختار نانو می گردد و چنانچه این فرایند درون یک ماده به عنوان زمینه انجام شود منجر به تولید نانوکامپوزیت می گردد. در تحقیق حاضر به بررسی رفتار فشاری، تغیییرات ریزساختاری و پایداری حرارتی فوم نانوکامپوزیتی پایه پلی اورتان تقویت شده با ذرات نانو tio2 پرداخته شده است. بدین منظور برای بررسی تاثیر نانو ذرات tio2 بر روی ساختار، خواص مکانیکی و فیزیکی، آزمون های فشار، tga و تصویربرداری الکترونی و نوری از نمونه صورت گرفت. در این تحقیق ارتباطی منطقی بین پارامترهای مذکور حاصل گردید. در این تحقیق، به صورت نوآورانه ای از فرایند سل-ژل برای تولید فوم نانوکامپوزیتی با زمینه ی پلی اورتان و ذرات نانو tio2 استفاده گردید. رفتار فشاری و پایداری حرارتی کامپوزیت حاصل مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی ها مشخص گردید که آلکوکسید تیتانیم می تواند به عنوان کاتالیستی قوی برای پیشبرد واکنش فوم شدن و همچنین عامل استحکام دهنده در فوم پلی اورتان مورد استفاده قرار گیرد.

روش آنالیز فاکتورکوینچ در ابتدا توسط evancho و staley در اوایل دهه 1970 به منظور پیش بینی اثر سرد شدن پیوسته روی استحکام تسلیم و رفتار خوردگی آلیاژهای آلومینیوم کار شده، معرفی شد. علاوه بر آن در سال 1993 یک مدل فاکتور کوینچ بهبود یافته که قابلیت پیش بینی چقرمگی شکست را دارد، معرفی شد. اصول این آنالیز بر مبنای معادله jmak (johnson-mehl-avrami-kolmogorov) می باشد. در این روش، کینتیک رسوب گذاری به وسیله نمودار دما - زمان- خاصیت (ttp) توصیف می شود و ویژگی مکانیکی مورد نظر با ترکیب این منحنی و منحنی سرد شدن پیش بینی می شود. امروزه از qfaبه طور وسیع در پیش بینی خواص و یا بهینه کردن فرایند های کوینچ آلیاژهای آلومینیوم کار شده و همچنین در پیش بینی سختی بعضی از فولادهای کوینچ شده استفاده می شود. در این پژوهش به بررسی کارایی این روش در پیش بینی سختی در نقاط مختلف نمونه های تهیه شده از فولاد ساده کربنی ck60 کوینچ شده در محیط های مختلف سرد کردن پرداخته شد. برای این منظور نمونه هایی از این فولاد را تهیه و پس از آستنیته کردن، در محیط های مختلف کوینچ نموده تا سرعت های سرد شدن متفاوت به دست آید. بعد از برش قطعات کوینچ شده، سختی در نقاط مختلف آن اندازه گیری شد. همچنین با استفاده از روش آنالیز فاکتور کوینچ، سختی اندازه گیری شده در آن نقاط پیش بینی شد. نتایج نشان می داد که این روش قابلیت پیش بینی سختی در نقاط مختلف قطعه های کوینچ شده را دارد و کارایی این روش در پیش بینی دقیق سختی تا عدد سختی hrc 53 می باشد و با کاهش عدد سختی از دقت پیش بینی ها کاسته می شود. بررسی های ساختاری نشان داد که این عدد سختی مربوط به ساختاری است که در آن فاز مارتنزیت به صورت غالب تشکیل شده است. لذا به ارزیابی این روش به منظور گسترش قابلیت آن در پیش بینی سختی و علل کاهش دقت پیش بینی ها توسط این روش در محدوده سختی های کمتر پرداخته شد. علاوه بر این ها از فرم اصلاح شده معادله jmak استفاده و بر مبنای آن شکل جدیدی از معادلات به منظور پیش بینی سختی معرفی شد. نتایج نشان از بهبود قابل ملاحظه کارایی این روش در پیش بینی دقیق سختی دارد. در انتها نمودارهای سرد شدن در نقاط مختلف قطعه کوینچ شده در حمام آب ° c50 و همچنین آزمایش جامینی با استفاده از روش المان محدود و نرم افزار ansys شبیه سازی شد و کارایی شبیه سازی در پیش بینی سختی مورد بررسی قرارگرفت.

تعیین خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه آلومینیمی برای کاربرد آنها به عنوان مواد ساختاری یک عامل مهم می باشد. این خواص می توانند با افزایش نانوذرات آلومینا به طور قابل توجهی بهبود یابند. علاوه بر خواص مکانیکی، دانستن مکانیزم های تغییرشکل و شکست این کامپوزیت ها می تواند به بهبود مقاومت شکست آنها کمک نماید. در این تحقیق به بررسی اثر تغییر کسر وزنی ذرات تقویت کننده روی خواص مکانیکی،توده ای شدن و مکانیزم شکست نانوکامپوزیت al/al2o3 پرداخته شده است. نمونه های تولید شده، آلومینیم تقویت شده با درصدهای مختلفی از نانو ذرات آلومینا بود که با روش متالورژی پودر تهیه شدند. نمونه ها در دمای اتاق تحت آزمایش فشار قرار گرفتند. به منظور بررسی رفتار ترک ها حین آزمایش فشار، آزمون در دو مرحله یک بار تا افت ناگهانی تنش که مرحله شکست در نظر گرفته شده و بار دیگر تا کرنش 8% ادامه یافت. مقاطع تهیه شده از نمونه ها با میکروسکوپ نوری (om) و میکروسکوپ الکترونی (sem) مورد مطالعه قرار گرفتند. همچنین آنالیز تصویری برای محاسبه میزان تخریب یا ترک های ایجاد شده روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد با افزودن ذرات تقویت کننده، استحکام فشاری ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و نمونه حاوی 5% نانوذرات آلومینا بهترین استحکام فشاری و قابلیت انعطاف را دارد. همچنین مشخص شد که توده ای شدن و میزان تخریب با افزایش میزان آلومینا و میزان کرنش در کامپوزیت افزایش می یابد. از طرفی رفتار شکست کامپوزیت با تغییرکسر وزنی تقویت کننده ها تغییر می کند.

مقالات و مراجع زیادی وجود دارد که خصوصیات خزشی و رفتار شکست ناشی از خزش نمونه های ساده و بدون شیار از جمله سوپرآلیاژها را بررسی کرده اند ولی تاثیر شیار روی این مشخصات تاکنون بصورت دقیق و کامل مورد مطالعه واقع نشده است. اندازه، شکل، عمق شیار و همچنین تاثیر عملیات حرارتی و ریزساختار روی نوع رفتار خزشی در حالت غیر تک محوره(چند محوره ) آلیاژها اثر می گذارد. بنابراین در این پژوهش نمونه-های استخراج شده از ریشه پره توربین گازی از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل in738lc با ایجاد شیارهایی با عمق 2 ، 5/1 و 1 میلیمتر تحت آزمون های تنش-گسیختگی قرار گرفتند. آزمون های خزشی شیاردار طبق استاندارد astm e292-01 تحت دو شرایط mpa154 - °c982 و mpa586 - °c760 انجام گرفت و در نهایت نتایج حاصل با نمونه های بدون شیار از نظر رفتار خزشی و تغییرات میکروساختاری ناشی از تنش های چند محوره، مورد تحقیق و مقایسه قرار گرفته است. پس از بررسی های انجام گرفته مشخص گردید، نمونه های حاوی شیار همچون آلیاژهای ترد رفتار کرده و لذا دارای عمر و داکتیلیته خزشی به مراتب کمتری نسبت به نمونه های عادی می باشند. این حساسیت به ضعیف شدن ناشی از شیار در شرایط دما پایین و تنش بالا محسوس-تر می باشد تا جائیکه وجود شیار منجر به حذف ناحیه سوم خزشی و شکست ناگهانی در آلیاژ گردیده است.

در تحقیق حاضر لایه نانوکامپوزیتی و میکروکامپوزیتی al/sic به روش اصطکاکی اغتشاشی ( fsp ) روی سطح آلیاژ al2024 ایجاد گردید. ذرات sic در یک شیاری که روی سطح فلزپایه ایجادگردید قرارگرفت وسپس تحت عملیات اصطکاکی اغتشاشی قرارگرفت. یکی از کاربرد های لایه کامپوزیتی ایجاد شده توسط فراینداصطکاکی اغتشاشی افزایش خواص سطحی این آلیاژهاست. نتایج آزمون متالوگرافی نوری و میکروسکوپ الکترونی نشان داد ند افزایش تعداد پاس های انجام شده باعث پراکندگی بهتر ذرات روی سطح شده است. همچنین تصاویر نشان دادند که افزایش پاس ها باعث شکسته و خرد شدن آگلومره ها شد. نتایج سختی نشان دادندکه سختی لایه کامپوزیتی ایجاد شده افزایش یافته است و باافزایش تعداد پاس های فرایند سختی افزایش بیشتری داشت. ایجاد این لایه کامپوزیتی همچنین باعث افزایش مقاومت به سایش درسطح آلیاژ شده است. افزایش مقاومت سایش را به افزایش سختی به علت پراکندگی یکنواخت تر ذرات و ریزشدن دانه ها نسبت داده اند.

هدف اصلی این تحقیق، بررسی مکانیزم تغییرشکل فیلم های نانوکامپوزیت پایه پلی اتیلن تقویت شده با نانوذرات کربنات کلسیم در آزمون خراش بوده است. مواد اولیه ی مورد استفاده، پلی اتیلن با چگالی g/cm 3 937/0 و شاخص جریان مذاب g/10 min 2/4 و ذرات کربنات کلسیم رسوبی با ابعاد متوسط nm 70 بود. برای این منظور فیلم های پلی اتیلن خالص و نانوکامپوزیت با 5، 5/7 و 10 درصد وزنی نانوذرات کربنات کلسیم، به روش قالبگیری فشاری آماده شدند. آزمون خراش توسط فرورونده ای مخروطی شکل با زاویه ی مخروطی ?120 و شعاع نوک 5 میکرومتر، انجام شد. در این تحقیق تاثیر سه متغییر نیروی عمودی خراش، سرعت خراش و درصد فاز تقویت کننده، بر رفتار خراش فیلم پلی اتیلن، بررسی شد. ابعاد آسیب خراش و مکانیزم تغییرشکل خراش با استفاده از میکروسکوپ نوری و sem مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد نانوذرات کربنات کلسیم به زمینه ی پلی اتیلن، پهنای خراش برای تمام نیروهای عمودی و سرعت های خراش، کاهش می یابد. حداکثر سختی خراش برای نمونه های حاوی 10 درصد وزنی کربنات کلسیم حاصل شد. مکانیزم خراش پلی اتیلن برای نیروهای عمودی خراش کوچک تر از n 25، از نوع آسیب شخم زدن نرم و خطوط ضعیف پدیده ی اتوکشی، می باشد. در حالی که برای نیروی n 25 ترک های سهمی متناوبی در سطح خراش آشکار شده و آسیب پولک ماهی، بوجود آمده است. تغییرشکل خراش برای نانوکامپوزیت حاوی 10 درصد وزنی کربنات کلسیم، در نیروهای کم تر از n 25 مشابه با پلیمر خالص است و در نیروی n 25، ترک های متناوب همچون پلی اتیلن خالص، در سطح خراش وجود دارد. البته با این تفاوت که شدت تغییرشکل مومسان، در سطح شیار خراش کامپوزیت بیشتر است و همچنین نواحی پاره شده، ترک های مویی و حفرات در سطح خراشیده شده، وجود دارد که همگی ناشی از جدایش در فصل مشترک نانوذرات - زمینه می باشند. با مقایسه ی ریزساختار پلی اتیلن و نانوکامپوزیت حاوی wt%10 کربنات کلسیم، با استفاده از tom و sem، تاثیر نانوذرات caco3 بر کاهش ابعاد اسفرولیت های پلی اتیلن مشاهده شد که ناشی از افزایش مکان های جوانه زنی در حضور این ذرات است.

در این تحقیق نقش نانو ذرات آلومینا بر رفتار خراش پلی متیل متاکریلات (pmma) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه های استاندارد از نمونه های خالص پلی متیل متاکریلات و نانو کامپوزیتهای تقویت شده با درصدهای متفاوت وزنی آلومینا (15 ،10 ،5 ،0) توسط روش قالب گیری فشاری ساخته شدند. سپس آزمون خراش بر طبق استاندارد astm g171 در شرایط دمای محیط و سرعت های خراش 1،4 وmm/s 6 و تحت نیروهای خراشی10، 15 و n20 انجام شد. به منظور بررسی تاثیر مقدار مدول الاستیک بر مقاومت به خراش نمونه های خالص و نانوکامپوزیت، آزمون کشش نیز انجام شد و سطح شکست نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. آزمون کشش توسط دستگاه کشش مدل zwick z250، مطابق با استاندارد astm d638 انجام گرفت. سرعت حرکت فک دستگاه mm/min5 درنظر گرفته شد. برای بررسی و شناخت مکانیزم های خراش و شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) استفاده شد. همچنین به منظور محاسبه عرض خراش نمونه ها از نرم افزار آنالیز تصویر استفاده شد. نتایج آزمون خراش نشان می دهد که سه پارامتر (نیرو ، سرعت و درصد وزنی تقویت کننده ) روی رفتار خراش ماده تاثیر می گذارند. به طوریکه افزایش میزان نیروی خراش باعث افزایش پهنای خراش در نمونه های خالص و کامپوزیتی می شود در حالیکه با افزایش سرعت خراش این مقدار در تمام نمونه ها کاهش پیدا می کند. افزایش درصد وزنی نانوذرات آلومینا تا 10% باعث کاهش پهنای خراش شده است. نتایج ارزیابی میکروسکوپی سطح نمونه های خراش نشان می دهد با افزودن 5 درصد وزنی نانو آلومینا به pmma خالص، در نیروی خراشیn 10، مکانیزم غالب از مار(mar) به پولک ماهی ظاهری و در نیروهای بیشتر (15و n20) از ترکهای فصل مشترکی به کریز تغییر می یابد. همچنین در نمونه های با 10 و 15 درصد وزنی نانو آلومینا در نیروی خراشی n10، مکانیزم غالب، مار می باشد که با افزایش نیروی خراش(15و n20) به کریز تغییر می-یابد. نتایج آزمون کشش نشان می دهد افزایش درصد وزنی نانو آلومینا باعث افزایش مدول الاستیک شده در حالیکه استحکام شکست و درصد ازدیاد طول تا نقطه شکست را کاهش می دهد. ارزیابی میکروسکوپی از سطح شکست نمونه ها نیز نشان می دهد با افزایش بیشتر، درصد وزنی نانو آلومینا میزان گرانولهای pmma که از زمینه پلیمری جدا می شوند افزایش یافته و در نتیجه شبه حفرات بیشتری تشکیل می شوند.

در این پایان نامه، ساخت کامپوزیت و نانوکامپوزیت al/al2o3 به صورت fgm مورد بررسی قرار گرفت. جهت ساخت کامپوزیت fgm از روش متالورژی پودر استفاده گردید. لایه های مخلوط پودر آلومینیم – نانوآلومینا با درصد متفاوت نانو آلومینا تحت آسیاکاری به مدت 45 دقیقه قرار گرفته تا ترکیب یکسان از آلومینیم-آلومینا در هر لایه ایجاد گردد. سپس لایه ها به صورت جداگانه درون قالب های ساخته شده قرار گرفتند. پس از پرس در فشار mpa640، تف جوشی در دماهای 630،650،670،690، بر روی نمونه ها انجام گرفت. پس از ساخت نمونه ها، پارامتر های موثر در ساخت نمونه همچون؛ میزان فشردن، شکل هندسی، مدت زمان آسیاکاری، و دمای تف جوشی بررسی گردید. سپس آزمایش های چگالی سنجی و مطالعات ماکروسکوپی و میکروسکوپی با میکروسکوپ نوری و الکترونی انجام گرفت. به منظور تعیین خواص مکانیکی نمونه های تولید شده، آزمایش خمش سه نقطه برروی نمونه ها پذیرفت. در ادامه نمودارهای استحکام نمونه ها به دست آمد و رفتار شکست نمونه های fgm در مقایسه با کامپوزیت های غیر fgm تولید شده، مقایسه گردید. مشخص گردید افزودن نانو ذرات آلومینا به آلومینیم در کامپوزیت های fgm، باعث افزایش دو برابری استحکام نمونه ها در دمای 690، در حالت fgm می گردد. همچنین بررسی های میکروسکوپی نشان داد که این فرآیند ساخت موجب پخش مناسب تر نانو ذرات در کامپوزیت می گردد.

چکیده سوپرآلیاژهای پایه نیکل به دلیل دارا بودن پایداری ساختاری و استحکام در دماهای بالا، در تولید اجزای داغ توربین های گازی استفاده می شوند. in738lc یکی از آلیاژهای مورد استفاده در توربین های گازی در دماهای بالاست. در شرایط سرویس، قطعات توربین در معرض دما و تنش بالا می باشند. مانند بسیاری از سوپرآلیاژهای پایه نیکل، این آلیاژ نیز با رسوبات ?? با ترکیب ni3(al,ti) استحکام دهی می شود و استحکام این سوپر آلیاژ به استحکام دهی رسوبات?? بستگی دارد. این آلیاژ در شرایط کاری تحت تأثیر دما و تنش می باشد. بنابراین این مطالعه بر تغییرات ریزساختاری in738lc در طی سیکل های عملیات حرارتی مختلف و بررسی تأثیر دما، زمان و تنش بر کنتیک رشد رسوبات ?? تمرکز یافته است. بدین منظور دو سری نمونه های مکعبی و استوانه ای شکل از ماده مورد نظر تهیه و تحت عملیات انحلال کامل در ?c 1200به مدت زمان 4 ساعت قرارگرفتند و سپس در آب سرد گردیدند. پس از آن نمونه های مکعبی شکل تحت عملیات حرارتی پیرسازی (بدون اعمال تنش) قرار داده شدند و نمونه های استوانه ای شکل تحت عملیات حرارتی پیرسازی (تحت تنش) قرار گرفتند. نمونه ها در انتهای هر فرایند در هوا سرد شدند. به منظور بررسی تاثیر عملیات حرارتی فوق از مطالعات میکروسکوپی نوری و الکترونی روبشی استفاده گردید. نتایج مطالعات میکروسکوپی و آزمون ها نشان داد که در ابتدای پیرسازی (بدون اعمال تنش) ذرات ?? به شکل کروی و با گذشت زمان به شکل بیضی و درنهایت، مکعبی ردیف شده در یکی از جهات مرجح کریستالی درمی آیند. اعمال تنش در دمای بالا، اگر در حد ایجاد تغییر فرم خزشی باشد، باعث ایجاد ساختار جهت دار یا الوار مانند می شود. در غیر این صورت، صرفاً باعث درشت تر شدن رسوبات ?? می شود. همچنین مشخص شد که موثرترین عامل در درشت شدن ذرات، دما و سپس تنش و بعد زمان می باشد.

کمپوزیت های زمینه فلزی بخش بزرگی از مواد مصرفی در صنایع مختلف می باشند و با روش های مختلفی تولید می شوند. در پژوهش حاضر، از فرایند نورد تجمعی پیوندی (arb) به منظور تولید کمپوزیت زمینه فلزی al/al2o3 در اندازه و مقادیر مختلف ذرات استفاده شده است. این روش شامل سه مرحله ی اصلی آسیاکاری پودر های آلومینیوم وآلومینا با درصد های وزنی مختلف به منظور وارد کردن ذرات سخت آلومینا در پودر های آلومینیوم، و سپس اضافه نمودن این مخلوط پودری بین ورق ها، و انجام فرایند نورد تجمعی پیوندی جهت توزیع ذرات در زمینه بوسیله ی تکرار پاس های فرایند نوردی تجمعی پیوندی می باشد. در این تحقیق از دو پودر آلومینا در اندازه ی میکرون و نانو استفاده شد. همچنین از دو شرایط پیش گرم 10 دقیقه در دمای 400 و 5 دقیقه در دمای 200 استفاده شد. بررسی سطح شکست، ریزساختار ونحوه ی توزیع ذرات در زمینه توسط میکروسکوپ های sem و نوری مورد مطالعه قرار گرفته شدند. همچنین تغییرات خواص مکانیکی در نمونه-های مختلف توسط آزمون های کشش و سختی اندازه گیری و بررسی شدند. نتایج نشان داد که تولید کمپوزیت با دمای پیش گرم 400 موفقیت آمیز بوده است همچنین روش انتخاب شده برای تولید نانوکمپوزیت ها نسبت به کمپوزیت های میکرونی مفیدتر بوده است. بررسی خواص مکانیکی نشان داد که استحکام کششی نهایی نانوکمپوزیت ها و نمونه ی آلومینیومی تک لایه ی تولید شده پس از 9 پاس فرایند arb با دمای پیش گرم 400 به ترتیب در حدود 72 و 51 درصد بیشتر از آلومینیوم آنیل شده می باشد. این درحالی است استحکام کششی نهایی نمونه های کمپوزیتی تولید شده با دمای پیش گرم 200 در حالت بهینه با نمونه ی آلومینیومی تک لایه برابر می باشد. سختی نانوکمپوزیت ها و نمونه ی آلومینیومی تک لایه ی تولید شده پس از 9 پاس فرایند arb با دمای پیش گرم 400 به ترتیب در حدود 130 و 100 درصد بیشتر از آلومینیوم آنیل شده می باشد. با بررسی سطح شکست نمونه ها مشخص شد که شکست در تمامی نمونه از نوع نرم می باشد.

مواد مرکب یا کامپوزیتی تقویت شده با ذرات سخت، به دلیل استحکام، سختی و مقاومت به سایش و خزش قابل قبول، جایگاه ویژه ای را در صنایع مختلف پیدا کرده اند. این مواد در صنایع خودروسازی، نظامی و هواپیماسازی به طور فراوان مورد استفاده قرار می گیرند. هدف این تحقیق بررسی تاثیر اضافه کردن نانو ذرات با درصدهای وزنی مختلف و با روشی جدید، روی خواص مکانیکی و ریزساختاری آلیاژ aa6061، در دماهای محیط وهمچنین بررسی رفتار تغییرشکل فشاری گرم آن ها بود. برای این منظور، ابتدا آسیاکاری نانوذرات آلومینا و ذرات میکرونی آلومینیم انجام شد تا توزیع یکنواختی از نانوذرات به دست آید. سپس پودر آماده شده، توسط گاز آرگون به درون مذاب آلومینیم تزریق شد تا نانوکامپوزیت های al6061/al2o3 توسط فرایند ریخته گری گردابی تولید شوند. آنگاه به خاطر حذف عیوب ریخته گری، نمونه ها در دمایc°550 اکسترود شدند. نتایج بررسی ریزساختاری نشان دادکه توزیع ذرات در زمینه آلومینیمی یکنواخت بوده و ذرات کلوخه ای شده اندکی در زمینه وجود دارند. همچنین مشخص شد که اضافه کردن ذرات نانو باعث ریزدانه شدن ریزساختار کامپوزیت شده است. از طرفی، معلوم شد که با افزایش میزان ذرات نانو، استحکام تسلیم و کششی نانوکامپوزیت های ریختگی در دمای محیط افزایش می یابد و فرایند اکستروژن نیز تاثیر بسیار مثبتی روی افزایش استحکام دارد. نتایج بررسی سطح شکست نشان دادند که کامپوزیت ها در حالت ریختگی شکست بین دانه ای را تجربه می کنند، در حالی که در حالت اکسترود شده سطح شکست حاوی ترکیبی از شکست نرم و ترد بود. رفتار کارگرم آلیاژ aa6061 و نانوکامپوزیت های al6061/al2o3 با 5/0 و 1 درصد تقویت کننده در محدوده دمایی c°500-350 و نرخ های کرنش s-15/0-0005/0 توسط آزمون فشار گرم مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای فرایند مانند دما، نرخ کرنش و تنش سیلان بدست آمده از منحنی های آلیاژ aa6061 و نانوکامپوزیت های al6061/al2o3 توسط تابع سینوس هیپربولیک به هم مرتبط شدند وانرژی محرکه برای آلیاژ aa6061 274 و نانوکامپوزیت با 5/0 درصد آلومینا، 285 و برای نانوکامپوزیت با 1 درصد آلومینا kj/mol320 بدست آمد. مقدار انرژی محرکه بالاتر برای نانوکامپوزیت ها به دلیل تاثیر حضور ذرات نانو بود زیرا این ذرات از مهاجرت مرزدانه ممانعت کرده (پایداری ریزساختاری) و باعث تاخیر در شروع مکانیزم های کارنرمی می شوند.

در این پژوهش، به منظور اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. ابتدا پودر گرافیت در استون ریخته و آلتراسونیک گردید. سپس پودر آلومینیم به محلول اضافه و آلتراسونیک ادامه پیدا کرد. پس از فیلتر کردن، مخلوط حاصل در دما و زمان مناسب در اتمسفر خلأ خشک گردید. سپس از پودر های خشک شده حاصل به دو روش sps و پرس سرد - تف جوشی در کوره خلأ تحت فشار و دما و زمآن های مختلف نمونه های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختاری، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و sem بررسی و تحلیل شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های فشار، سختی سنجی (برینل) و سایش قرار گرفتند. برای بدست آوردن میزان تخلخل و چگالی از روش غوطه وری در آب (ارشمیدس) استفاده شد. البته با نرم افزار mip نیز درصد تخلخل محاسبه گردید. نمونه ها تحت آزمون سختی سنجی برینل قرار گرفتند. باتوجه به نتایج و مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه ی آلومینیم در این روش نسبت به روش های دیگر بهبود چشمگیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است .همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. درحالی که درصد بهینه توزیع گرافیت برای این کامپوزیت با سایر روش های اختلاط حداکثر یک درصد بوده است. در این روش اختلاط، با افزودن گرافیت تا درصد بهینه، سختی و استحکام فشاری و چگالی افزایش یافت. میزان تخلخل نیز تا درصد بهینه کاهش و بیش از درصد بهینه افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمون فشار، میزان استحکام فشاری به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت حداقل 2/43 درصد افزایش داشت. حتی این استحکام با تغییر برخی پارامترهای تف جوشی مانند فشار sps به 8/104 درصد افزایش نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت هم رسید. همچنین در نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت)، دارای افزایش استحکام فشاری تا 7/ 138 درصد و افزایش سختی تا 6/69 درصد و کاهش نرخ سایش تا 54/54 درصد و کاهش درصد تخلخل تا 9/51 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.

هدف از این پژوهش، تولید فوم های نانوکامپوزیت تیتانیم با ذرات تقویت کننده کاربید سیلیسیم به کمک عامل فوم ساز هیدرید تیتانیم و با استفاده از روش متالورژی پودر و بررسی ساختار و خواص مکانیکی فوم های تولید شده می باشد. در این راستا با استفاده از آلیاژسازی مکانیکی نانوکامپوزیت های زمینه تیتانیمی با نانوذرات تقویت کننده کاربیدسیلیسیم تهیه گردید. . سپس بررسی های مربوط به درصد تخلخل و چگالی نسبی با استفاده از قانون ارشمیدوس و نرم افزار پردازش تصویر mip انجام گرفت و در پایان نمونه ها تحت آزمون فشار قرار گرفتند.

فوم های فلزی دسته ای از مواد هستند که با توجه به خواص ترکیبی فیزیکی و مکانیکی جالب توجهشان، مانند سختی بالا در کنار وزن ویژه خیلی کم و یا استحکام فشاری بالا همراه با خواص عالی جذب انرژی حرارتی و صوتی شناخته شده هستند. فومهای فلزی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. این فومها را می توان از فلزات سبکی چون آلومینیم، منیزیم و روی و مس انتخاب نمود که هر کدام کاربرد مخصوص خود را دارند. در ادامه تولید فوم آلومینیمی در تحقیق گذشته، این بار تولید فوم کمپوزیت al/al2o3 با روش افزودن caco3 و tih2 مد نظر قرار گرفت. بنابر این فومهای مختلفی با تغییر پارامترهای تولید، تهیه خواهند شد و آزمایشهای فیزیکی و مکانیکی و بررسیهای ساختاری روی آنها صورت خواهد گرفت. در نتیجه تاثیر هر پارامتر تولید روی خواص فوم مطالعه خواهد شد

چکیده تست های فشار داغ در محدوده دمایی 900 تا 1100 درجه سانتیگراد و نرخ های کرنش 0.01، 0.1 و s-1 1 جهت بررسی رفتار تغییر فرم داغ فولاد ابزار k310 انجام شد. وابستگی تنش اولیه، تنش پیک، تنش حالت پایدار و تبلور مجدد دینامیکی به دما و نرخ کرنش توسط پارامتر زنرهولومان تعیین می شود. بر این اساس تابع مرتبط کننده تنش و نرخ کرنش در فولاد ابزار k310 به طور اساسی از قانون سینوس هایپربولیک تبعیت می کند. بطوریکه قوانین توانی و اکسپونانسیلی در تنش های بالا و پایین به ترتیب حالت خطی را از دست می دهند انرژی اکتیواسیون کار داغ qhw) و (q drx تعیین شده توسط آنالیز نموداری ، به ترتیب 226.88و 219.65 کیلوژول بر مول بدست آمده است. مقدار n برای فولاد ابزار k310 ، 3.8 بدست آمد که با مقادیر 3.6 و 3.4 برای فولادهای ابزار a2 و m2 به ترتیب قابل مقایسه است. آنالیز نمودار نشان می دهد که با کاهش نرخ کرنش و افزایش دما (z پایین) کرنش پیک ، تنش پیک و انرژی اکتیواسیون لازم برای تبلور مجدد دینامیکی کاهش می یابد و نتایج میکروساختاری نشان می دهد که ساختار گردنبندی توسعه می یابد و دانه ها ریزتر می شود و این با آنالیز های نموداری مطابقت دارد و همچنین نتایج سختی نشان می دهد که با افزایش نرخ کرنش و کاهش دما (z بالا) سختی افزایش یافته است. در دمای و نرخ کرنش بالا حضور حفره ها در مرز های دانه نشان دهنده کاهش لغزش مرز دانه ای است. بنابراین موضوع این مطالعه بررسی خواص کار داغ فولاد ابزار سرد کار k310 توسط تست های فشار داغ در دما و نرخ کرنش مشخص می باشد تا تاثیر دما ، نرخ کرنش و کرنش را روی خواص مکانیکی و خواص فیزیکی این فولاد در دمای بالا بررسی می گردد.

فلز روی می تواند با روش فوم سازی پورد فشرده ، تبدیل به فوم شود. برای این منظور از عامل فوم سازی هیدرید تیتانیوم (tih2) استفاده می شود. خواص پودر و نحوه مخلوط سازی نسبتاً شبیه آلومینیوم است. روی فوم شده ساختار حفره ای نسبتاً همگنی را نشان می دهد. دلیل آن سازگاری کامل دمای تجزیه tih2 با دمای ذوب روی است. بنابراین ذوب شدن روی و تشکیل حفرات هم زمان اتفاق افتاده و حفرات گرد در ساختار ایجاد می شود. در این تحقیق فوم فلز روی با استفاده از روش فوم سازی پورد فشرده تولید شد. فوم حاصل دارای ساختار حفره بسته است و کسر بزرگی از حفرات (40 تا 90 درصد حجمی) را شامل می شود. پس از شناخت نسبی فرآیند و نحوه تأثیر متغیرهای فرآیند، در بخش اصلی آزمایش ها تأثیر پارامترهای فوم سازی شامل درصد وزنی عامل فوم ساز در پودر روی، دما و زمان فوم سازی بر ساختار فوم روی و استحکام فشاری آن بررسی شد. در این بخش از آزمایش ها فشردان پودر روی با استفاده از فشارش گرم متراکم شد. برای بررسی خواص ساختاری، نمونه های فوم به صورت طولی برش خوردند و مقاطع آنها با استفاده از نرم افزار پردازش تصویر ارزیابی شد و مقادیر درصد تخلخل، میانگین طول حفرات و ضریب نسبت گردی به دست آمد. سپس نمونه های فوم برای آزمون فشار آماده شده و با آزمون فشار منحنی تنش-کرنش فشاری آنها رسم شد. با بررسی نتایج پردازش تصویر، بررسی های ساختاری و متالوگرافی، دانسیته فوم و آزمون فشار نکات زیر به دست آمد: • دانسیته فوم از 53/0 تا 73/3 گرم بر سانتیمتر مکعب • میانگین طول حفرات از 254 تا 1370 میکرومتر • تنش پایای فوم از 7/0 تا?2/5 مگاپاسکال • متغیرهای زمان و دمای فوم سازی، درصد وزنی عامل فوم ساز و وزن نمونه بر ویژگی های ساختاری و استحکام فوم روی دارد تأثیرگذارند. تأثیرمتغیر زمان فوم سازی بیشتر از دیگر متغیرهاست. • با کاهش دانسیته فوم، استحکام فشاری آن کم و میانگین طول حفرات افزایش می یابد. • حفرات در ساختار فوم روی نسبتاً گرد هستند و ساختار از دو دسته حفرات تشکیل شده است. حفرات درشت که بدنه اصلی فوم را می سازند و حفرات ریز که در جدار حفرات بزرگ تشکیل شده اند.