در این تحقیق برای نخستین بار در کشور، کامپوزیت زمینه با الیاف پیوسته کربن با استفاده از آلیاژ 2024 آلومینیم و الیاف کربن بر پایه pan تولید و خواص کششی آن مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا الیاف کربن، با استفاده از روش الکترولس ، بوسیله لایه ای از فلز نیکل در ضخامتهای مختلف پوشش دهی گردیده و سپس تاثیر ضخامت پوشش نیکل بر وضعیت سطحی و همچنین استحکام کششی الیاف مورد بررسی قرار گرفت در مرحله بعد نمونه های کامپوزیتی در کسرهای حجمی مختلف بوسیله الیاف کربن پوشش داده شده بوسیله نیکل و همچنین الیاف کربن بدون پوشش با استفاده از روش ریخته گری کوبشی در فشارهای 30، 50، 70 mpa تولید گردیده و سپس ریز ساختار و استحکام کششی آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از مطالعه سطوح الیاف کربن پوشش یکنواخت نیکل در سطح الیاف کربن ، در حدود 5/0 um می باشد علاوه بر آن افزایش صخامت پوشش باعث افت استحکام الیاف می گردد. از سوی دیگر نتایج حاصل از تست کشش نمونه های کامپوزیتی ساخته شده بوسیله الیاف کربن پوشش داده شده بوسیله نیکل و الیاف کربن بدون پوشش حاکی از آن است که پوشش نیکل دارای تاثیر بسزایی بر استحکام کششی کامپوزیت بوده و در برخی از نمونه ها باعث افزایش استحکام کششی تا حدود سه برابر گردیده است. در مورد نمونه های کامپوزیتی که در کسر حجمی 20% بوسیله الیاف کربن بدون پوشش ساخته شده اند، بالاترین استحکام، در فشار 50 mpa به میزان 312 mpa و در مورد نمونه هایی که در کسر حجمی 20% بوسیله الیاف کربن پوشش داده شده بوسیله نیکل ساخته شده اند بالاترین استحکام در فشار 30 mpa به میزان 492 mpa بدست آمد.

آلیاژهای ni-cu-mn دسته جدیدی از آلیاژهای ni-cr می باشند که در صنایع مختلف (به ویژه دندانپزشکی) کاربرد دارند و اهمیت این آلیاژها در مقدار کمتر نیکل موجود در آنها نسبت به نمونه آلیاژ ni-cr می باشد. در این پژوهش 10 دسته آلیاژ، در محدوده 50-30 درصد نیکل، 40-390 درصد مس ، 40-10 درصد منگنز با گام 50 درصد و مطابق استانداردهای دندانپزشکی و متالورژی ساخته شدند و در ساخت آنها از مواد با خلوص بالا و ریخته گری در قالب های فلزی و سرامیکی (ریخته گری دقیق) تحت اتمسفر خنثی و خلا استفاده شد که مراحل زیرا در بر می گیرد: الف) تهیه نمونه های کوچک از آلیاژهای ni-cu-mn با تغییر ترکیب شیمیایی و استفاده از محیط اتمسفر خنثی گاز آرگون. ب) ریخته گری آلیاژ تهیه شده به صورت نمونه های قرصی شکل در قالب فلزی از جنس مس - زیر کونیم. ج) استفاده از نمونه های فوق جهت آنالیزهای مختلف متالوگرافی و آنالیز کمی xrd. د) انتخاب آلیاژهای با سختی بالاتر و تهیه نمونه های کشش به روش ریخته گری دقیق در قالب سرامیکی مطابق استاندارد ada14 و سپس انجام آزمایش کشش . بررسی نتایج مراحل فوف نشان دهنده موارد ذیل می باشند: -1 ساختار آلیاژ ساخته شده همانند آلیاژهای تجاری، دندریتی بوده و نوع قالب ریخته گری در میزان دندریت به وجود آمده کاملا نقش دارد. -2 برای ساختن این آلیاژ از محیط ذوب معمولی نمی توان استفاده کرد و به محیط ذوب با اتمسفر خنثی یا خلا نیاز می باشد. -3 میزان سختی بدست آمده در این آلیاژها کاملا به تغییر ترکیب شیمیایی و نوع قالب ارتباط داشته و علی رغم استفاده از سایر عناصر آلیاژی در نمونه های تجاری، سختی این آلیاژها با نمونه های تجاری مطابقت می کند. -4 تغییر ترکیب شیمیایی می تواند استحکام و ازدیاد طول مناسب را در این آلیاژ به وجود بیاورد و آنها را قابل مقایسه با نمونه های تجاری گرداند.

در تحقیق حاضر تاثیر شرایط جوانه زنی بر ساختار میکروسکوپی و مورفولوژی گرافیت مورد مطالعه قرار گرفته است . از آنجائیکه ساختار میکروسکوپی و همچنین رفتار انقباضی چدنهای خاکستری وابستگی زیادی به عملیات جوانه زنی دارد. لذا در پژوهش انجام شده، رفتار پودر کربوسیلیسیم و فرو سیلیسیم به عنوان عامل جوانه زا بطور جداگانه و یا با هم مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است . در این پژوهش از روش اضافه کردن مواد جوانه زا در پاتیل استفاده شده آزمایشات بر روی چدنی با ترکیب شیمیایی ذیل انجام گردید. s 0/05 درصد، mn 0/5 درصد، p 0/2 درصد، si 1/8 درصد، c 3/7 درصد در تمام آزمایشات سعی شد که پارامترهای قابل کنترل نظیر ترکیب شیمیایی، دمای خارج کردن بار از کوره (1450+-3 سانتی گراد) و دمای تلقیح و بارریزی (1400+-3 سانتی گراد)، سرعت ورودی مذاب به قالب (0/5m/s) و شرایط و روش قالبگیری (قطعه در لنگه درجه زیرین قرار داده شده و قالبگیری بروش co2 انجام شد) تا حد امکان ثابت و یکسان باشد. در این رابطه از یک مدل پله ای با چهار ضخامت مختلف (از یک تا چهار سانتیمتر) با افزایش یک سانتیمتری به پله قبل، جهت انجام تحقیقات استفاده گردید. با توجه به بررسی های تئوری و آزمایشگاهی این مهم بدست آمد که از کربور سیلیسم به عنوان یک ماده پیش تلقیح قوی برای عامل فرو سیلیسیم می توان استفاده نمود. با توجه به واکنشهایی که در حین عملیات پیش تلقیح در مذاب انجام می گیرد، کربور سیلیسیم باعث افزایش چشمگیر راندمان جوانه زنی به نحو قابل توجهی می گردد که نتایج ذیل را در بر خواهد داشت : -1 افزایش یکنواختی خواص مکانیکی و متالورژیکی (با استفاده از ترکیب مناسب از عامل پیش تلقیح کربور سیلیسیم 0/4 درصد و عامل تلقیح فروسیلیسیم 0/5 درصد وزنی مذاب ، تا حدود زیادی باعث از بین رفتن تاثیر ضخامت نیز می گردد) -2 افزایش راندمان جوانه زنی.

در این پژوهش آلیاژ ni-cr برلیوم دار موجود در بازار مورد بررسی ریزساختاری و خواص مکانیکی قرار گرفت و سپس با توجه به زیان آور بودن بخارات برلیوم، که در هنگام ذوب و ریخته گری آلیاژ به وجود می آیند، تولید آلیاژ بدون برلیوم انجام شد. ابتدا ساخت آلیاژ به روش تحت اتمسفر خنثی انجام گرفت و چند نوع آلیاژ به این روش تولید شد ولی با توجه به عدم امکان تولید آلیاژ کافی برای ساخت نمونه های کشش و نیز پاره ای از مسائل مربوط به اضافه کردن عناصر آلیاژی، روش استفاده از کوره vim برگزیده شد. در این پژوهش پنج نوع آلیاژ ساخته شد و سپس به روش ریخته گری گریز از مرکز نمونه های کشش و تست قابلیت ریخته گری در لابراتور دندانپزشکی ریخته گری شدند و سپس خواص مکانیکی و ریزساختار آنها مورد بررسی قرار گرفت . یک عملیات حرارتی دو مرحله ای نیز بر روی آلیاژهای تولیدی انجام گرفت و تاثیر آن بر خواص و ریزساختار بررسی شد. تحقیق انجام شده نشان داد که تولید آلیاژ ni-cr بدون برلیوم قابل انجام بوده و خواص مکانیکی آلیاژ تولیدی مطابق استاندارد می باشد. استحکام بخشی این آلیاژها می تواند ناشی از استحکام بخشی محلول جامد و نیز استحکام بخشی از طریق رسوب فازهای ثانویه، مثل و کاربیدهای فلزی باشد.

در پژوهش حاضر، رفتار خستگی آلیاژ ‏‎ti-6al-4v‎‏ برای نمونه های صاف و شیاردار بررسی شده است. آزمایش خستگی در نمونه های شیاردار ، برای دو نوع مختلف شیار با فاکتور تمرکز تنش 6/3 و 1/4 صورت گرفت. علاوه بر این رفتار خستگی میلگردهایی با قطرهای مختلف که دارای استحکام کششی متفاوت بوده اند، بررسی شد. سیستم بارگذاری در این آزمایش ها با استفاده از دستگاه خستگی چرخشی-خمشی و در نسبت تنشی ‏‎r=-1‎‏ بوده است. منحنی های ‏‎s-n‎‏ مربوط به استحکام کششی رسم گردید و با استفاده از آن حساسیت به شیار در منطقه ‏‎hcf‎‏ به دست آمد و نسبت به فولادها مقایسه شد. نتایج نشان داد که در آلیاژ ‏‎ti-6al-4v‎‏ ، حضور شیار در رفتار خستگی ‏‎hcf‎‏ و ‏‎lcf‎‏ تغییرات نسبی متفاوتی ایجاد نمی کند .لذا این آلیاژ جهت ساخت قطعاتی که در شرایط ‏‎hcf‎‏ کار می کنند ، نسبت به آلیاژهای با استحکام برابر، مناسب تر است.

بررسی پدیده بازیابی و تبلور مجدد و نقش عناصر میکروآلیاژی بر این پدیده ، در طراحی عملیات ترمومکانیکی از اهمیت خاصی برخوردار است، بطوریکه کنترل فرایند بازیابی و تبلور مجدد منجر به اصلاح موثر دانه ها خواهد شد.

آلیاژهای منیزیم سبک ترین آلیاژهای صنعتی هستند که به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و همچنین مقاومت به خوردگی خوب در صنایع خصوصا صنایع هوافضا و اتومبیل سازی مورد توجه بوده اند. در میان آلیاژهای منیزیم آلیاژ ‏‎az91‎‏ که خواص مکانیکی و قیمت مناسبی دارد از پرمصرف ترین این آلیاژهاست. در تحقیق حاضر بر روی ارتباط بین وضعیت ریخته گری این آلیاژ با ریزساختار و خواص مکانیکی آن مطالعه شده است. ابتدا نمونه های تست کشش در سه دمای ریخته گری 700 و 750 و 800 درجه سانتی گراد و با محافظت پودر گوگرد در قالب ماسه ‏‎co2‎‏ تولید شدند و تست کشش بر روی آنها انجام شد و مقاطع آنها توسط میکروسکوپ نوری، الکترونی و دستگاه آنالیز تصویری مطالعه شد. نهایتا بررسیها نشان داد که بهترین وضعیت استحکام کششی و درصد ازدیاد طول نسبی در دو دمای 700 و 800 درجه سانتی گراد است. و در دمای 750 درجه سانتی گراد این خواص افت می کند. سختی سنجی و تست ضربه چارپی نیز نتایج مشابه داشت. ریخته گری تحت فشار نیز با حفاظت گاز ‏‎sf6‎‏ و در دمای 700 درجه سانتی گراد و در دو حالت با استفاده از هگزاکلروتان به عنوان گاز زداو ریزدانه کننده و بدون استفاده از هگزاکلرواتان انجام شد که نهایتا سختی سنجی نشان داد که با افزودن هگزاکلرواتان سختی قطعات بهبود می یابد. در اثنای آزمایشات متالوگرافی نیز مشخص شد که مانت گرم منجر به پیدایش ترک در سطح نمونه می شود که در مواردی شبیه مرز دانه دیده میشوند.