در این تحقیق روش تهیه و خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت های کوردیریت- مولایت از مورد بررسی قرار گرفته است که در روند پیشرفت های اخیر کاربرد وسیعی به عنوان نسوز در تکنیک های پخت سریع محصولات سرامیکی داشته اند. برای ساخت این کامپوزیت ها پودرهای تجاری که معمولاً برای تشکیل فازهای کوردیریت و مولایت در بدنه های سرامیکی نسوز مورد استفاده قرار می گیرند، تهیه و تا دانه بندی مناسبی آسیاب شدند. سپس این پودر ها با نسبت های مشخص مخلوط، در فشار kg/cm2).80-20(پرس و در دمای c°1450-1300 سینتر شدند. دانسیته نسبی، میکرو سختی، استحکام خمشی و ضریب انبساط حرارتی نمونه های تهیه شده در شرایط فوق اندازه گیری شد. همچنین نمونه ها تحت بررسی آنالیز فازی (xrd) و بررسی ریزساختاری با میکروسکوپ الکترونی(sem) قرا.....

در ساخت برخی از قطعات ظریف و حساس صنعتی از خانواده فولادهای ابزاری، نیاز به جوشکاری می باشد. اتصال این قطعات به روش جوشکاری لیزری به دلیل کارآیی های زیاد، دستیابی به فن آوری ساخت ودر نتیجه اقتصادی بودن این فرایند در کشور، بسیار مورد توجه صنعت قرار گرفته است. با وجود این، در جوشکاری این فولادها و به خصوص فولاد کروم دار پرکربن 52100، مشکلاتی گزارش شده بود که لزوم تحقیق بیشتر در مورد شرایط ایجاد جوشی سالم با این نوع فولاد احساس می شد. هدف از این تحقیق رسیدن به درک بهتری از نقش متغیرهای لیزر، عملیات حرارتی و ترکیب شیمیایی فلز پایه در راستای بررسی ریزساختار و کشف ماهیت ترک خوردگی در جوشکاری لیزری فولاد 52100 (%1کربن و %5/1کروم) و دستیابی به جوشی بدون عیب بود. بدین منظور اثر تغییرات متغیرهای اصلی جوشکاری لیزری، مورد بررسی قرار گرفت. سپس عملیات حرارتی های آنیل، پیش گرم و پیش سرد نیز روی فلز پایه قبل از جوشکاری انجام پذیرفت. همچنین روی سطح فولاد 5140 (%4/0کربن و %1کروم) نیز جوشکاری شد. مشاهده شد که ریزساختار اصلی فلز جوش شامل تیغه های مارتنزیت احاطه شده توسط آستنیت باقیمانده است. نتایج نشان دهنده آن بود که با افزایش سرعت جوشکاری و یا اعمال پیش سرد در نیتروژن مایع، نرخ سرد شدن حوضچه مذاب به طور قابل ملاحظه ای افزایش و ترک ها به شدت کاهش می یابند. همچنین با توجه به شواهدی نظیر ترک خوردگی در خط مرکزی حوضچه و تجمع فسفر و گوگرد روی سطح ترک، ترک های تشکیل شده در جوشکاری لیزری این نوع فولاد، از نوع ترک گرم انجمادی تشخیص داده شدند. در پایان بر اساس یافته ها، توصیه گردید برای جوشکاری فولاد52100 با لیزر ضربانی، نوعی از این فولاد با محدودیت بیشتری از گوگرد و فسفر، نسبت به مقادیر مجاز استاندارد معمول، استفاده شود.

در سال های اخیرجوشکاری با لیزر nd:yag جایگاه ویژه ای در صنعت پیدا کرده، اما اثر گاز محافظ کمتر مورد توجه محققین بوده است. نقش گاز محافظ در جوشکاری با لیزر پالسی متفاوت از نقش آن در سایر روشهای جوشکاری ذوبی معمول است. مهمترین نقش گاز محافظ کنترل اتلاف انرژی لیزر در عبور از پلاسما است و با توجه به کوتاه بودن زمان، نقش محافظت از فلز جوش کم اهمیت تر است. لذا استفاده از گازهای فعال در این روش جوشکاری می تواند موضوعیت پیدا کند. هدف از این تحقیق رسیدن به درک بهتری از اثر ترکیب گاز محافظ و اندازه نازل بر شکل و ریز ساختار جوش لیزری فولاد کم کربن st14 در راستای بهبود شکل جوش و کاهش هزینه های گاز محافظ بود. بدین منظور اثر افزودن کربن دی اکسید و اکسیژن به گاز محافظ آرگون در فرآیند جوشکاری بررسی شد. به منظور بررسی اثر افزودن گاز کربن دی اکسید بر تعامل پلاسما با حوضچه مذاب، دمای پلاسما با استفاده از روش طیف سنجی نشری پلاسما تعیین شد. استحکام کششی و شکل پذیری (خمش) جوش های به دست آمده بررسی شد. نتایج این بررسی حاکی از تأثیر قابل ملاحظه گاز محافظ بر شکل جوش و مزیت استفاده از گاز واکنش گر کربن دی اکسید در تولید قطعات بدنه خودرو با استفاده از لیزر nd:yag پالسی در سرعت های جوشکاری بالاتر است.

هدف از این تحقیق ایجاد پوشش آمورف پایه آهن روی قطعات فولادی توسط فرآیند پوشش دهی الکترواسپارک است. در پروژه حاضر ابتدا دستگاه پوشش دهی الکترواسپارک (esd) ساخته شد و سپس از آن برای انجام آزمایشات پوشش دهی استفاده گردید. در فرآیند esd به سبب ایجاد اختلاف پتانسیل بین الکترود و زیرلایه و تماس لحظه ای، تخلیه الکتریکی به شکل جرقه ایجاد می شود و به دنبال آن فلز از الکترود به قطعه کار منتقل می شود. این تخلیه الکتریکی بسیار سریع، سبب ذوب شدن بسیار جزیی الکترود و زیرلایه و انتقال ماده مذاب از سر الکترود به زیرلایه می شود. در فرآیند esd با تنظیم پارامترها، نرخ سرد شدن می تواند به 105 تا 106 درجه سانتی گراد بر ثانیه برسد. به همین منظور در این پروژه امکان بکارگیری فرایند esd برای ایجاد پوشش آمورف از الکترود بلوری بر روی زیرلایه بلوری مورد تحقیق قرار گرفت. الکترود مورد استفاده آلیاژ پایه آهن با ترکیب شیمیایی fe48cr18mo7b16c4nb7 است که قابلیت شیشه ای شدن بالایی دارد. آزمایش های فرایند esd در سه مرحله با سیکل های وظیفه مختلف در دامنه 0.5% تا 20% انجام شد. آزمایش های متالوگرافی و سختی سنجی و sem و xrd انجام شده روی نمونه های بدست آمده با سیکل وظیفه 1.14 درصد حاکی از موفقیت آمیز بودن فرایند پوشش دهی الکترواسپارک در ایجاد پوشش آمورف از الکترود بلوری، روی سطح فولاد زنگ نزن آستنیتی است. همچنین در این تحقیق تاثیر پارامترهای انرژی جرقه و حرارت ورودی کلی به صورت کمی و تاثیر پارامترهای نیروی وارد بر الکترود و ضربه به پوشش به صورت کیفی بر ریزساختار، حداکثر ضخامت و کیفیت پوشش بررسی شد. همچنین چند آزمایش مقدماتی سایش روی نمونه های پوشش داده شده با فرآیند esd که آمورف بودن آن ها به اثبات رسیده بود، انجام شد.

هدف از این تحقیق، بررسی اثر پارامترهای لیزر و دماهای پیشگرم و پیش سرد بر ترکهای گرم و میکروساختار حوضچه جوش لیزر آلیاژ آلومینیم 2024 بود. بدین منظور، نمونه های این آلیاژ در دماهای اولیه 196-,0,100,200, 300 درجه سلسیوس پیش سرد و پیشگرم شدند و سپس با پارامترهای مختلف لیزر،جوشکاری بر روی آنها انجام شد. نتایج این آزمایشات نشان داد که با انجام پیش سرد و کاهش دمای اولیه نمونه، شدت و تعداد ترکهای انجمادی بر روی سطح بالایی جوش افزایش می یابد و میزان ترکهایی ذوبی بشدت کاهش می یابد و با افزایش دمای اولیه و انجام پیشگرم بر روی نمونه، عکس این اتفاق می افتد. از طرف دیگر مشاهده شد که با کاهش دمای اولیه نمونه و انجام پیش سرمایش، نسبت ناحیه ستونی حساس به ترک به کل حوضچه مذاب افزایش می یابد. در مورد اثر پارامتر لیزر مشاهده شد که با افزایش همزمان قله توان و انرژی پالس، ترکهای ذوبی افزایش می یابد. به منظور بررسی دقیق تر اثرگذاری پارامترهای تحقیق بر حوضچه جوش، با استفاده از نرم افزار abaqus شبیه سازیهایی بر روی نمونه های جوش صورت گرفت. نتایج این شبیه سازی نشان داد که با انجام پیش سرمایش و کاهش دمای اولیه، گرادیان دمایی, تنش های پسماند افزایش می یابد. لذا نتایج این تحقیق هم از نظر تجربی و هم از نظر شبیه سازی ، رابطه میان حساسیت به ترک انجمادی و ساختار ستونی و تنش های پسماند را تایید می نماید.

جوشکاری تعمیری فولادهای ابزار پرکربن پرکروم، به دلیل وجود مقدار بالای عناصر آلیاژی با مشکلاتی نظیر ایجاد ترک های سرد و افت خواص جوش همراه است. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات ریزساختار و عیوب ایجاد شده در جوشکاری فولاد پرکربن پرکروم aisi d2به وسیله لیزر پالسی است. جوشکاری خودزا به وسیله لیزر پالسی nd:yag انجام شد و منطقه جوش به وسیله میکروسکوپ های نوری و الکترونی، ریزسختی سنجی و تفرق اشعه xبررسی گردید. ریزساختار منطقه جوش شامل یک ساختار دندریتی بسیار ریز از آستنیت باقی مانده به صورت فوق اشباع از عناصر آلیاژی است، در حالی که اثری از کاربیدهای کروم که عامل اصلی ایجاد مقاومت به سایش در این فولادها هستند دیده نمی شود. نتایج حاکی از افزایش مقدار آستنیت باقی مانده با افزایش سرعت سرمایش در جوشکاری است، به طوری که بیش از 90% آستنیت باقی مانده در نمونه های پیش سرد شده در نیتروژن مایع تخمین زده شده است. مقاومت آستنیت باقی مانده نسبت به تمپر شدن بسیار بالاست و تمپر کردن در دمای معمول سبب تبدیل آستنیت به مارتنزیت نخواهد شد. عیب اصلی به وجود آمده در جوشکاری، ترک های انجمادی ظریف در سطح جوش است. با افزایش توان لیزر ، شدت ترک ها کاهش می یابد و همچنین با میزان همپوشانی مناسب ، ترک های انجمادی ترمیم شده و امکان دستیابی به جوش عاری از عیب وجود دارد. انجام پیش گرم، با ایجاد شبکه کاربیدی در مناطق بین دندریتی، سبب گسترش ترک ها تا عمق حوضچه خواهد شد. برای اطمینان از عدم افت خواص سایشی در منطقه جوشکاری شده، خواص سایشی به روش پین روی دیسک مورد بررسی قرار گرفت. با اینکه فاز اصلی در منطقه جوشکاری شده آستنیت باقی مانده است، خواص سایشی در حد فولاد پایه عملیات حرارتی شده است. علت این مساله سختی بالای فاز آستنیتی به علت فوق اشباع و ریزدانه بودن و تافنس بالای آستنیت است، ضمن اینکه تشکیل فاز مارتنزیت در اثر تنش های وارده نیز در کاهش میزان سایش تاثیر گذار است.

در تحقیق حاضر تاثیر متغیرهای جوش لیزر nd:yag ضربانی با توان متوسط 80 وات برای به دست آوردن جوش نفوذ کامل و آب بند روی دو فویل فولاد زنگ نزن 304l با ضخامت 100 میکرون که به صورت رویهم جوش شدند، مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای مورد بررسی در این تحقیق عبارتند از: ولتاژ، بسامد، پهنای زمانی ضربان و سرعت جوشکاری. برای بررسی تاثیر متغیرهای مختلف به صورت همزمان با انجام جوش های کمتر، از آرایه l9 تاگوچی استفاده شد و نه جوش با متغیرهای مختلف انجام شدند. بر اساس خواص مورد انتظار در این تحقیق، آزمون های نشتی سنجی، مقاومت به خوردگی پتانسیودینامیک و آزمون استحکام کششی روی نمونه های جوش شده انجام گرفت. برای مشاهده ریزساختار از میکروسکوپ نوری استفاده شد. سطوح شکست حاصل از آزمون کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد و جهت بررسی فازهای تشکیل شده در جوش، پراش پرتو ایکس انجام شد. متغیرها طوری انتخاب شدند که در تمامی جوش ها نفوذ کامل حاصل شود. نتایج بدست آمده نشان داد که به دلیل بالا بودن نسبت creq/nieq آلیاژ مورد استفاده و استفاده از قید و بند مناسب، هیچگونه ترکی در ساختار دیده نشد. جوش های دارای همپوشانی بالای 50 درصد دچار نشتی نشدند. در نمونه جوش با بیشترین بسامد و ولتاژ و کمترین سرعت حرکت به دلیل بالاتر بودن حرارت ورودی، لایه محافظی مشابه با لایه محافظ فلز پایه ایجاد شد. بجز دو نمونه از جوش ها، بقیه آن ها دارای استحکام کششی بالاتر از فلز پایه بودند. نتایج حاصل از این پایان نامه مقادیر مطلوب ولتاژ، بسامد، پهنای زمانی ضربان و سرعت جوشکاری را برای جوشکاری فویل های نازک فولاد زنگ نزن 304l به کار رفته در پیل های سوختی، به دست می دهد.