نام پژوهشگر: محمد ابراهیم نیا

بررسی پایداری یکپارچگی لایه های ایجاد شده از آلیاژهای خودگدازبه روش جوشکاری پودری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1388
  محمد ابراهیم نیا   فرشید مالک قایینی

پوشش دهی با استفاده از آلیاژهای پایه نیکلی خودگداز بر روی فلزات پایه چدن داکتیل و فولاد از جنبه های بسیاری مانند مقاومت به سایش و مقاومت به ترک های خستگی مورد مطالعه قرار گرفته اند. یکی از کاربردهای مهم این آلیاژها پوشش دهی بر روی چدن داکتیل می باشد. این تحقیق بر اساس درخواست یکی از صنایع خودروسازی نسبت به مطالعه علمی بر روی برخی از موارد جدایش لایه های تعمیری فرایند جوشکاری پودری برای پوشش دهی سطح چدن داکتیل با آلیاژهای خودگداز نیکلی طرح گردید. پدیده ایجاد ترک در منطقه متاثر از حرارت در جوشکاری قوسی یک پدیده شناخته شده می باشد. در تحقیق حاضر مشاهده شده است که تحت یک شرایط خاص شامل استفاده از آلیاژ سخت و سرعت سرد شدن سریع و متوسط، ترک های ریزی در منطقه متاثر از حرارت بوجود آمده است. این درحالیست که تابحال پدیده ایجاد ترک در منطقه مجاور جوش در جوشکاری پودری با آلیاژهای پایه نیکلی خودگداز در منابع توسط محققین دیده نشده است. پس از جوشکاری بر روی نمونه های آماده شده مشخص شد که در جوشکاری پودر سخت بر روی نمونه ها درصورتی که سرعت سرد شدن زیاد باشد ترک های بسیار زیادی در منطقه متاثر از حرارت بوجود می آید. ضخامت بسیار زیاد قالب های شکل دهی ورق موجب افزایش سرعت سرد شدن جوش و منطقه متاثر از حرارت می شود. این عامل می تواند یکی از عوامل مهم در ایجاد ترک باشد که در سایر منابع به آن اشاره نشده است. ترک های بوجود آمده از گوشه جوش شروع می شوند و با کاهش ضخامت گرده جوشکاری شده میزان ترک های ایجاد شده در منطقه متاثر از حرارت کاهش می یابد. اختلاف ضریب انبساط حرارتی لایه جوشکاری شده و فلز پایه و خواص فصل مشترک جوش سبب ایجاد تنش های حرارتی می شود. با توجه به مسیر و طریقه انتشار ترک، می توان چنین استدلال نمود که ترک های بوجود آمده در راستای طرح های تنش پسماند می باشد. از آنجایی که به نظر بیشترین میزان تنش پسماند در کناره های جوش بوجود می آید این مناطق دارای حساسیت بالایی به ایجاد ترک هستند. در نمونه های جوشکاری با پودر نرم مشخص شد که در ناحیه متاثر از حرارت در فلز پایه ساختار بسیار سخت و حساس به ترک مارتنزیتی بوجود می آید، با این وجود ترک در ساختار مشاهده نشد.

اثر عملیات لایه نشانی با فرایند پوشش دهی الکترواسپارک و پرتودهی لیزر بعدی بر ترکیدگی گرم in738lc
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1393
  محمد ابراهیم نیا   فرشید مالک قائینی

بازسازی پره¬های توربین گازی که معمولا از جنس سوپرآلیاژهای پایه نیکل می¬باشند، معمولا به روش جوشکاری انجام می¬شود. به علت تمایل شدید به ترک گرم، جوشکاری و پوشش¬دهی پره توربین از جنس in738lc با آلیاژ هم¬جنس خود دارای چالش¬های زیادی است. در این تحقیق روش جوشکاری و پوشش¬دهی الکترواسپارک (esd) برای لایه¬نشانی اولیه آلیاژ ریختگی in738lc با هدف کنترل ترک ذوبی در فلز پایه و سپس فرآوری ذوبی پوشش با لیزر پالسی (ضربانی) با هدف افزایش یکپارچگی پوشش مورد مطالعه قرار گرفت. محدوده علمی این تحقیق مطالعه پدیده ترکیدگی گرم در فرایندهای esd و لیزر است. پوشش دهی esd با حرارت ورودی بالا به میزان 11 تا 13 میلی¬ژول سبب ایجاد ترک¬های ذوبی در فلز پایه ریختگی می¬شود. با کاهش حرارت ورودی تا یک چهارم نمونه¬های قبل، میزان ترک ذوبی در زیرلایه کاهش می¬یابد (کاهش تا یک پانزدهم) و تنها شکستگی¬های ذرات کاربیدهای مجاور پوشش مشاهده می¬شود. انرژی جرقه عامل تاثیرگذار بر روی کیفیت پوشش است. ساختار لایه esd از سلول¬های فاز ? تشکیل شده است که به صورت هم بافته از زیرلایه رشد می¬کنند و ساختار بسیار دانه ریز جهت¬دار در امتداد رشد پوشش را تشکیل می¬دهند. نتایج نشانگر نقش بسیار زیاد عیوب مانند عدم ذوب¬شدگی بین لایه¬ایی و تخلخل در ایجاد دانه¬های جدید و کوچک است.