خواص خستگی فلزات می تواند تحت شرایط و پارامترهای مختلف دستخوش تغییر شود. یکی از عوامل مهمی که استحکام خستگی فولادها را مورد تأثیر قرار می دهد، ناخالصی های غیر فلزی هستند که در پروس? فولادسازی تشکیل می شوند. این ناخالصی ها، تحت تنش های خستگی موجب ایجاد تمرکز تنش در ساختار فولاد می گردند به طوریکه گاهاً ریزساختار توان مقاومت در برابر آن را نداشته و ترک ها از فصل مشترک ناخالصی- ریزساختار ایجاد و شروع به رشد می کنند. موراکامی و همکارانش، مدلی را پیشنهاد کردند که به وسیل? آن تأثیر ناخالصی، از جمله تمرکز تنش و اثر آن بر استحکام خستگی فولاد مشخص می گردد. در این پژوهش، اثر ناخالصی های غیر فلزی و زبری سطح بر استحکام خستگی فولاد 30mnvs6 که دارای ساختار و استحکام یکسان ولی از نظر میزان و اندازه ناخالصی متفاوت بودند، به طور کامل و با استفاده از تست خستگی و همچنین مدل موراکامی بررسی شده است. بررسی سطوح شکست به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و نتایج حاصله نشان می دهد که با افزایش اندازه ناخالصی، استحکام خستگی افت کرده و پراکندگی نتایج نیز افزایش می یابد. همچنین زبری سطح موجب افت استحکام خستگی شده ولی همچنان ناخالصی ها عامل ایجاد ترک خستگی هستند. محاسبات نشان می دهد تا زمانی که تمرکز تنش ایجاد شده توسط ناخالصی ها از زبری سطح بیشتر باشد، ناخالصی ها منشأ شکست خستگی خواهند بود. نهایتاً مدل جدیدی نیز جهت پیش بینی اندازه بحرانی ناخالصی عامل شکست خستگی پیشنهاد گردید.

از آنجائیکه دستیابی به ترکیبی از استحکام و تافنس بالا و همچنین خواص خستگی خوب در فولادهای کم آلیاژ از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است، لذا اصلاح و بهینه سازی پروسه های عملیات حرارتی برای نیل به این هدف ضروری است. در این پژوهش و در راستای رسیدن به اهداف مورد نظر، پروسه های عملیات حرارتی مختلفی طراحی گردید و روی فولاد aisi 4140 انجام شد. پس از بررسی های لازم، سیکل عملیات حرارتی بهینه (کوئنچ و تمپر دو مرحله ای) مشخص گردید. نمونه های کوئنچ و تمپر دو مرحله ای ابتدا در دمای c°860 به مدت 1 ساعت آستنیته و در روغن داغ کوئنچ و سپس در دمای c°300 به مدت 1 ساعت تمپر شدند. در ادامه، مجدداً در دمای c°860 آستنیته و در روغن داغ کوئنچ و در نهایت نمونه ها در دمای c°600 به مدت 30 دقیقه تمپر شدند. خواص مکانیکی، ریزساختاری و سطوح شکست نمونه ها بوسیله آزمونهای مکانیکی، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین توزیع عناصر ناخالصی در داخل و مرز دانه ها با استفاده از آنالیز خطی اشعه x (edx line scan) بررسی شد. نتایج نشان داد که انعطاف پذیری نمونه های کوئنچ و تمپر دومرحله ای به مقدار قابل توجهی در مقایسه با نمونه های کوئنچ و تمپر معمولی افزایش یافته است؛ بطوریکه درصد افزایش طول و کاهش سطح مقطع در حالت کوئنچ و تمپر دومرحله ای به ترتیب 36 و 23 درصد در مقایسه با کوئنچ و تمپر معمولی بهبود یافته است. همچنین در مقادیر تقریبا ثابت سختی (33hrc)، انرژی ضربه از مقدار 68j در حالت کوئنچ و تمپر معمولی به مقدار 78j در نمونه های کوئنچ و تمپر دومرحله ای افزایش یافته است. بررسی سطوح شکست نمونه های ضربه حاکی از کاهش شکست ترد نمونه کوئنچ و تمپر دو مرحله ای در مقایسه با کوئنچ و تمپر معمولی می باشد. بهبود استحکام خستگی از mpa460 در نمونه های کوئنچ و تمپر معمولی به mpa530 در نمونه های کوئنچ و تمپر دو مرحله ای به اصلاح ریزساختارهای مارتنزیتی که ناشی از ریز شدن دانه های آستنیت اولیه می باشد و باعث تغییر مواضع تشکیل ترک در طی تست خستگی می شود، نسبت داده می شود. شکست نهایی نمونه-های خستگی در نمونه کوئنچ و تمپر معمولی بصورت نیمه ترد (شبه کلیواژ) و مسطح بوده، در حالیکه شکست نهایی نمونه های کوئنچ و تمپر دو مرحله ای بصورت نرم می باشد. همچنین بررسی میکروسکوپی سطوح شکست خستگی حاکی از تأثیر عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر دو مرحله ای بر به تعویق انداختن جوانه زنی و رشد ترک های خستگی می باشد.

مشکلات ذاتی همراه با جوشکاری ذوبی آلیاژهای آلومینیم از قبیل اتلاف عناصر آلیاژی، انحلال گازها و غیره منجر به توسعه جوشکاری حالت جامد این آلیاژها در صنعت شده است. هزینه ی بالا و عدم قابلیت اتصال قطعات بزرگ و نامتقارن موجب ناکارآمدی اغلب فرایندهای حالت جامد شده است. مشکلات مذکور موجب توسعه ی فرایند جوشکاری حالت جامد جدیدی توسط موسسه ی جوشکاری انگلستان تحت عنوان جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اتصال دهی آلیاژهای آلومینیم گردید که در ادامه برای اتصال دهی مواد دیگر نیز به کار گرفته شد.در این تحقیق بهینه سازی اتصال آلیاژ al5083-h321 توسط فرایند fsw مورد بررسی واقع شد. برای دستیابی به این مقصود تأثیر پارامترهایی همچون هندسه ابزار، ابعاد شانه و پین ابزار، سرعت چرخش ابزار، سرعت پیشروی ابزار و غیره بر خصوصیات ساختاری و خواص مکانیکی آلیاژ مذکور بررسی شد. در ادامه بررسی های ریزساختاری و درشت ساختاری و آزمون های مختلف مکانیکی بر روی اتصالات ایجاد شده انجام گرفت. مطالعات انجام شده در زمینه ی بررسی هندسه ابزار منجر به انتخاب هندسه ابزار مخروطی رزوه دار بعلت هم زدن و ایجاد سیلان مناسب در ناحیه اتصال به عنوان هندسه ابزار بهینه گردید، البته در حالتی که جهت چرخش ابزار هم جهت با جهت رزوه های ابزار انتخاب شد منجر به هدایت بیشتر ماده به سمت بالا و حفره دار شدن موضع اتصال گردید. بررسی ابعاد ابزار با نسبت بهینه قطر شانه به قطر پین منجر به نتایج نسبتاً مشابه کششی گردید، اما نتایج خمشی با افزایش ابعاد شانه و پین بهبود یافته بود. بررسی پارامتر سرعت چرخش ابزار دلالت بر انتخاب سرعت چرخش بهینه( rpm2000-rpm1400) داشت. سرعت چرخش بسیار پایین ابزار منجر به هم زدن نامناسب و عدم سیلان موضع اتصال گردید. در مقابل سرعت چرخش ابزار خیلی بالا منجر به حفره دار شدن و ایجاد تخلخل در ناحیه ی مرکزی اتصال گردید. ارزیابی سرعت پیشروی ابزار نیز منجر به انتخاب سرعت پیشروی بهینه (mm/min50-mm/min5) گردید، سرعت بالای پیشروی ابزار منجر به هم زدن نامطلوب ناحیه مرکزی اتصال و معیوب شدن موضع اتصال بعلت عدم هدایت مناسب ماده به پشت ابزار گردید. سرعت پیشروی ابزار بسیار پایین نیز منجر به اختلاف بیشتر در ساختار و خواص ناحیه مرکزی اتصال و نواحی مجاور و در نتیجه موضعی شدن کرنش گردید که منجر به خواص پایین تری نسبت به سرعت پیشروی بهینه گردید. ارزیابی کششی و خمشی اتصالات ایجاد شده با پارامترهای مذکور نشان داد که اتصالات ایجاد شده با شرایط بهینه بجای محل اتصال، در فلز پایه دچار شکست گردید. این نمونه ها قابلیت خمش بالایی از خود نشان دادند. همچنین قابلیت خمش سطح و خمش ریشه این اتصالات به هم نزدیک بود. اتصالات ایجاد شده در شرایط غیربهینه در ناحیه مرکزی اتصال دچار شکست گردیده و قابلیت خمش آن ها پایین بود.

فولادهای میکروآلیاژی از خانواده فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا شامل مقادیر محدودی عناصر کاربیدساز قوی نظیر ti، nb و v جهت کنترل رشد دانه های آستنیت می باشند. درجه حرارت و زمان عملیات حرارتی و یا جوشکاری تأثیر بسزائی بر دانه بندی آستنیت و متعاقباً ریزساختار و خواص مکانیکی این فولادها دارد. در این پژوهش تأثیر درجه حرارت و زمان آستنیته کردن بر رشد دانه های آستنیت اولیه در فولاد میکروآلیاژی ti-nbدار بررسی شد. بدین منظور نمونه هایی در درجه حرارت های ?c1300-900 به مدت یک ساعت آستنیته و سپس در آب سختگردانی شدند تا دانه بندی آستنیت اولیه در نمونه ها بدون هیچ گونه تغییری در دمای محیط حفظ گردد. جهت آشکارسازی مرزدانه های آستنیت در فولاد مورد پژوهش، چندین تکنیک متالوگرافی یک مرحله ای و دو مرحله ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از میکروسکوپ های نوری و الکترونی نشان داد محلول های اچ شیمیایی مورد استفاده در تکنیک متالوگرافی یک مرحله ای حساسیتی به ظاهرسازی مرزدانه های آستنیت اولیه از خود نشان نمی-دهد و تکنیک متالوگرافی دو مرحله ای بر مبنای اکسیداسیون حرارتی در دمای بالا و سپس اچ شیمیایی به عنوان مناسب ترین روش جهت نمایان ساختن مرزدانه های آستنیت اولیه در فولاد تمیز مورد پژوهش انتخاب گردید. آشکارسازی دانه بندی آستنیت اولیه و نتایج حاصل از بررسی میکروسکوپ های نوری، الکترونی (sem) و نیروی اتمی (afm) نشان داد که حضور رسوبات کاربیدی و کاربونیتریدی بسیار ریز حاوی عناصر میکروآلیاژی تیتانیم و نئوبیم منجر به بروز سه مد رشد دانه در فولاد مورد بررسی می گردد. بطوریکه در درجه حرارت های پایین آستنیته کردن که این ذرات رسوبی پایدار هستند، دانه های آستنیت با آهنگ ملایم و یکنواختی رشد می کنند و الگوی رشد دانه های آستنیت از نوع پیوسته است. اما در درجه حرارت های بالاتر، ذرات کاربونیتریدی شروع به انحلال و درشت شدگی نموده و الگوی رشد دانه های آستنیت از نوع ناپیوسته یا غیریکنواخت می باشد. با افزایش درجه حرارت و زمان آستنیته کردن، اندازه دانه های آستنیت در فولاد میکروآلیاژی ti-nbدار افزایش می یابد. همچنین با افزایش زمان آستنیته کردن اندازه دانه های آستنیت افزایش و نرخ رشد دانه های آن کاهش می یابد.

در قسمت کف و جداره بانک کوره قوس الکتریکی جرم های منیزیتی به عنوان آستر به کار گرفته می شوند. این آستر به دلیل وجود تنش های مکانیکی و عوامل خورنده شیمیایی بعد از مدتی تخریب شده و باید مورد تعمیر قرار گیرد. تعمیرکردن به واسطه خرابی و خوردگی(سردکار و گرم کار)، معمولاً با هزینه، زمان و مشکلات مربوط به توقف کار کوره همراه می باشد. بدین منظور برای بهبود عملکرد جرم نسوز و افزایش مقاومت به سرباره لازم است راهکارهایی ارائه شود. در این پژوهش پارامترهای مربوط به جرم و سرباره در جهت بهینه سازی ترکیب سرباره و شرایط دانه بندی و زینترینگ جرم مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا نمونه هایی از جرم منیزیتی با دانه بندی متفاوت (µm6000 ?،µm 2000?،?m 600 ? وµm 150? وµm 62?) تهیه شده و در °c1600 به مدت 1ساعت زینتر شدند. در ادامه با استفاده از تست بوته در دمای°c1600 و تحت اتمسفر نرمال، تاثیر دانه بندی جرم و ترکیب شیمیایی سرباره بر میزان خوردگی جرم های منیزیتی بررسی شده است. عمق خوردگی و ریزساختار نمونه های تست شده توسط میکروسکوپ نوری ومیکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) ونوع محصولات خوردگی شکل گرفته در مرزمشترک جرم با سرباره، به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس(xrd) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهدکه جرم منیزیتی دانه بندی شده با مش 100 (اندازه ذرات کوچک تر از 150 میکرون)، بالاترین دانسیته و استحکام را داشته و کمترین میزان نفوذ سرباره را در خود نشان می دهد. در رابطه با ترکیب سرباره، نتایج نشان می دهد که مقدار بهینه هر یک از اکسیدهای sio2، al2o3، feo وmgo در سرباره به ترتیب 14،5، 25و7 درصد بوده و در این شرایط محصولات خوردگی شکل گرفته نسبتاً دیرگداز بوده و به عنوان لایه محافظ عمل می نمایند و در ضمن سیالیت سرباره در حدی نیست که نفوذ پذیری شدیدی در جرم داشته باشد.

در این پژوهش نانولوله های کربنی (cnt) در زمینه ی آلومینیوم1200 (aa 1200) با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی(fsp) توزیع و خصوصیات کامپوزیت ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور درصدهای حجمی مختلف نانولوله های کربنی در محلول pva با کمک امواج اولتراسونیک پخش شده و درون شیاری روی سطح آلومینیوم قرار داده شد. سپس با استفاده از فرآیند fsp نانوذرات cnt در زمینه پخش شد. سرعت چرخشی و پیشروی به ترتیب rpm1600 و mm/min 25 انتخاب شدند. بار دیگر با انتخاب vol.%10 cnt به عنوان مقدار بهینه، و سرعت های چرخشی و پیشروی rpm1200 و mm/min 20 نمونه ها مورد 1، 2، 3 و 4 پاس fsp قرار گرفتند. ابزار مورد استفاده در هر دو آزمایش پین استوانه ای رزوه شده با شانه به قطر mm15 و پین به ارتفاع و قطر 3 و 5 میلیمتر می باشد. نمونه های متالوگرافی در مقطع عمود بر راستای fsp برش زده شد و توسط عملیات الکتروپولیش وحکاکی با محلول keller آماده سازی گردید. مطالعات ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی sem حاکی از اصلاح دانه بندی و توزیع نسبتا یکنواخت cnt در لایه ی سطحی بود. این مطالعات نشان داد که با افزایش مقدار cnt در کامپوزیت سطحی ایجاد شده، اندازه ی دانه در منطقه اغتشاش کاهش می یابد ( از ?m 5±30 در فلز پایه به ?m 2±11 در منطقه اغتشاش). افزایش 70درصدی سختی لایه ی fspشده نشان می دهد که دانه ها نسبت به فلز پایه کوچک تر شده و تکرار پاس های fsp منجر به توزیع یکنواخت cnt در زمینه شده است. آزمون خوردگی پتانسیودینامیک نشان داد که با افزایش درصد حجمی cnt، مقاومت به خوردگی کاهش می یابد درحالیکه با افزایش تکرار پاس ها مقاومت به خوردگی افزایش می یابد. بررسی رفتار سایشی دلالت بر بهبود قابل ملاحظه ی خواص سایشی نمونه های کامپوزیت سطحی شده با استفاده از نانوذرات cnt در مقایسه با al 1200 دارد.

آلیاژ al-1050 یک آلیاژ عملیات حرارتی ناپذیر آلومینیوم از سری xxx1 می¬باشد. به طور کلی آلیاژهای آلومینیوم به دلیل وزن کم و استحکام مناسبی که دارند در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می¬گیرند. از این رو بهبود خواص این مواد بسیار اهمیت پیدا کرده است. روش fsp در سال 1991 در انگلستان به عنوان یک روش کارآمد برای بهبود خواص آلومینیوم به جهان معرفی شد. در این روش از یک ابزار سخت استفاده می¬شود که با چرخش بر روی قطعه¬ی آلومینیومی باعث اغتشاش در آن شده که نتیجه¬ی این اغتشاش بهبود خواص ماده است. در سال¬های اخیر محققان زیادی در مورد فرایند fsp تحقیق نموده¬اند. نتایج تحقیقات این دسته از محققین نشان داده است که با اضافه نمودن پودر مواد سرامیکی یا فلزی به ناحیه¬ی fsp شده می¬توان خواص بهتری را در آلیاژ مورد نظر به دست آورد. بدین منظور در پژوهش حاضر، پودر فلز منیزیم توسط روش اصطکاکی اغتشاشی، به منظور کامپوزیت¬سازی سطحی و در نتیجه آن اصلاح ساختار و بهبود خواص مکانیکی به زمینه al-1050 اضافه گردید. کامپوزیت¬سازی در تعداد پاس¬های 1، 2و 4 با موفقیت صورت گرفت و خواص آن از جمله سختی، استحکام کششی و خواص ریزساختاری مورد بررسی قرار داده شد. در ابتدای این تحقیق به بررسی اثر تعداد پاس fsp بر روی زیرلایه¬ی al-1050 پرداخته و سپس نتایج با کامپوزیت¬های ساخته شده مقایسه گردید. بررسی¬های ریزساختاری نوری نشان داد که با اعمال یک پاس fsp بدون منیزیم ساختار از حالت ستونی و کشیده در فلزپایه به ساختار هم¬محور تبدیل شد و با تکرار پاس¬ها اندازه دانه ریزتر شد. این بررسی¬ها همچنین نشان داد با اضافه شدن منیزیم، ساختار به طور قابل توجهی ریزدانه¬تر شد و با تکرار پاس ساختار ظریف¬تری بوجود آمد. بررسی¬ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی al3mg2 در نمونه¬ی 4پاس است. نتایج سختی سنجی نشان داد نمونه¬های اغتشاش یافته بدون منیزیم حداکثر دارای سختی hv3∓27 و نمونه¬های کامپوزیت دارای سختی hv5∓60 بوده¬اند در حالی که فلز پایه سختی معادل hv2∓20 داشته است. بررسی¬های استحکام کششی نیز حاکی از بهبود استحکام در کامپوزیت ساخته شده در 4پاس است. بررسی¬های خوردگی نشان داد که با انجام fsp مقاومت به خوردگی بهبود یافته اما در حالتی که پودر منیزیم استفاده شد، مقاومت به خوردگی کاهش پیدا کرده است. آزمون سایش نیز نشان داد فرایند fsp باعث بهبود مقاومت به سایش می¬شود. از طرفی حضور پودر منیزیم باعث بهبود بیشتر مقاومت به سایش شده است.

در این پژوهش تولید کامپوزیت درجا به روش سنتز احتراقی کربوآلومینوترمیک در سیستم al-v2o5-c مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای al، v2o5 و cبا سه ترکیب (c %wt 11/8 – v2o5 % wt 49/61 – al :p0)، (c %wt 66/3 – v2o5 % wt 74/27 – al :p40) و (c %wt 36/2 – v2o5 % wt 91/17 – al :p80) تحت آسیاکاری و سپس تراکم قرار گرفتند. جهت بررسی دماهای وقوع تحولات فازی از آنالیز حرارتی افتراقی استفاده شد و با توجه به دمای پیک واکنش¬ها، نمونه¬های خام در دماهای مختلف پخت شدند. بررسی¬های ریزساختاری و فازی نشان داد که واکنش احیای v2o5 توسط آلومینیوم در همه نمونه¬ها یک فرآیند گام به گام بوده است؛ بطوریکه در نمونه p0 فازهای v2o4، v2o3 و vo2 به عنوان فازهای میانی و فاز al2o3-? به عنوان فاز ناپایدار، قبل از تشکیل فازهای پایدار al2o3-? و v4c3 شکل می¬گیرند. در مورد نمونه¬های p40 و p80 در مرحله اول احیا، v2o5 به سایر اکسیدهای وانادیوم با ظرفیت پایین¬تر (vo2 و vo) تبدیل شده و در مرحله بعد این اکسیدهای با ظرفیت پایین توسط al به طور کامل احیا شدند. در هر دو مرحله v احیا شده به دلیل رقیق بودن میزان کربن در هر دو نمونه با al موجود در سیستم به صورت al3v واکنش داده است. با افزایش دمای هر دو نمونه تا c° 1000 کربن موجود در سیستم درون فاز al3v حل شده و در اثر سرد شدن هر دو نمونه ترکیب بین¬فلزی alcv2 درون فاز al3v رسوب کرده است. با افزایش دمای پخت نمونه¬ها به دلیل افزایش کسر حجمی فاز تقویت-کننده چگالی نمونه¬ها افزایش یافته است. از آنجا که با افزایش دمای پخت میزان تخلخل موجود در نمونه¬ها افزایش می¬یابد بنابراین تغییرات شدید چگالی در نمونه p0 نسبت به دو نمونه دیگر مشاهده نشده است. سختی نمونه¬ها با افزایش دمای پخت به دلیل افزایش کسر حجمی فاز تقویت¬¬کننده افزایش یافته است؛ همچنین سختی نمونه¬ها با افزایش درصد وزنی آلومینیوم کاهش یافته است. بنابراین نمونه p0 پخت شده در دمای c° 1000 دارای بالاترین میزان سختی در بین نمونه¬ها بود.

در پژوهش فعلی هدف بررسی تاثیر پارامترهای عملیات حرارتی رسوب سختی بر ویژگی های مکانیکی یک آلیاژ آلومینیوم از سری 2000 است. در این راستا لازم است پس از عملیات رسوب سختی، سختی و ویژگی های سیلان آلیاژ مورد بررسی قرار گیرد. نتایج حاکی از این هستند که روند تغییرات ضرایب کارسختی و استحکام مطابق با تغییرات سختی آلیاژ رسوب سخت شده است. همچنین نشان داده شد که شکست در ابتدا و انتهای عملیات ترد و در مناطق مربوط به حداکثر ضرایب ذکر شده در بالا از نوع نرم است.

چکیده: یکی از مشکلات اصلی قطعات و تجهیزاتی که در قسمت های داغ توربین های گازی صنعتی واقع شده اند، تخریب بر اثر وجود تنش و سرویس دهی در دمای کاری می باشد. یکی از مهم ترین قطعاتی که در این شرایط قرار می گیرد پره های توربین هستند که معمولاً از سوپر آلیاژهای پایه نیکل ساخت می شوند. آلیاژ in738 lc ازجمله معروف ترین و پرکاربردترین سوپر آلیاژهایی می باشد که از آن برای ساخت پره های ردیف اول و دوم توربین های صنعتی استفاده می شود. خواص منحصربه فرد این آلیاژها به دلیل حضور فاز رسوبی ?? و فازهای کاربیدی می باشد. پس از کار کردن طولانی مدت در دماهای بالا و در حضور تنش، مکانیزم های خزشی مختلفی در قطعه فعال می شود و ریزساختار نیز دچار تغییرات فراوانی می شود. این تغییرات ساختاری به گونه ای است که استحکام خزشی را از بین می برد، مهم ترین تغییرات ریزساختاری عبارت است از درشت شدن یا به عبارتی خشن شدن رسوبات ?? در اثر پیر سخت شدن بیش ازحد ، تشکیل فیلم های پیوسته ?? ، کاربید m23c6 در مرزدانه ها و تجزیه کاربیدهای mc . لذا جایگزین کردن قطعات جدید با قطعات کارکرده به دلیل افت خواص مکانیکی آن ها برای ادامه عملکرد ایمن و مفید، ضروری است. از طرفی با توجه به هزینه های قابل توجه تولید و جایگزین کردن پره های توربین استفاده از فرایند جوان سازی از طریق عملیات حرارتی مقرون به صرفه به نظر می رسد. در این پژوهش ابتدا برای مشخص شدن هر چه بهتر جزئیات ریزساختاری از جمله مورفولوژی ذرات فاز ?? و نیز آثار تخریبی باقیمانده از کار کردن در دمای بالا نظیر تجزیه کاربیدها، تأثیر محلول های مختلف بر آشکارسازی ریزساختار مورد بررسی قرار گرفت و تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترونی از نمونه های حکاکی شده با تکنیک های اچ شیمیایی و اچ الکتروشیمیایی تهیه گردید تا بهترین شرایط برای آشکارسازی خصوصیات مختلف ریزساختار مشخص شود. سپس به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی ریزساختار نمونه هایی از پره های کارکرده توربین گازی قبل از اعمال سیکل های مختلف عملیات حرارتی بررسی شد. آثار تخریبی در پره کارکرده مشخص گردید، همچنین بر اساس رابطه slw به طور تقریبی عمر کارکرد پره مذکور از طریق اندازه گیری درشت شدن ?? ها تخمین زده شد. سپس تأثیر متغیرهایی نظیر دمای مرحله آنیل انحلالی ، سرعت سرد شدن از دمای آنیل انحلالی و سرعت سرد شدن از دمای محلول سازی جزئی بر ریزساختار پره های توربین مستعمل in738-lc جهت انجام سیکل عملیات حرارتی بازیابی مورد بررسی قرار گرفت و مورفولوژی رسوبات پس از هر عملیات حرارتی با یکدیگر مقایسه شدند. بررسی ها نشان داد که در حین عملیات حرارتی آنیل انحلالی، کاربید های تجزیه شده و رسوبات ?? خشن و درشت، در زمینه حل می شوند. دمای انحلال کامل برای به دست آوردن ساختاری همگن از رسوبات ?? بسیار موثر است و سرعت سرد شدن نمونه ها از دمای انحلال کامل، باعث تغییر مورفولوژی ?? می شود. همچنین سرعت سرد کردن در مرحله انحلال جزئی باعث تشکیل ?? های اولیه با مورفولوژی مکعبی با ابعاد و دانسیته مختلف می شود.

چکیده با پیشرفت صنعت در زمینه تولید آلیاژهای مهندسی، نیاز به آلیاژهای مقاوم به سایش چدنی در تجهیزات مقاوم به سایش روز به روز بیشتر می گردد. هر دسته از چدن های مقاوم به سایش، دارای خواص مکانیکی مشخصی با گستره ای از مقادیر مختلف عناصر آلیاژی هستند. با افزایش روز به روز قیمت جهانی عناصر آلیاژی در سال های اخیر و هزینه های مضاعف عملیات حرارتی ضروری برای انواع آلیاژهای مقاوم به سایش، تولید بسیاری از چدن ها و فولادهای مقاوم به سایش متداول را غیر اقتصادی نموده است. در این پژوهش به بررسی ریز ساختاری و خواص سایشی یک نوع چدن سفید کم آلیاژ در مقایسه با چدن سفید معمولی پرداخته شده است. حضور همزمان مقادیر معینی از عناصر آلیاژی در این نوع چدن سفید کم آلیاژ موجب تشکیل مخلوطی از فازهای مختلف نظیر کاربیدهای یوتکتیکی و ثانویه، مارتنزیت سوزنی و بشقابی در کنار آستنیت باقی مانده می گردند. عدم کارایی نایتال به عنوان یک محلول اچ متداول، شناسایی ریز ساختارهای چند فازی را با مشکلات زیادی روبه رو می کند. در بررسی های متالوگرافی، تکنیک های جدید اچ تک مرحله ای و دو مرحله ای رنگی شیمیایی متفاوتی به منظور رنگی سازی فازهای مختلف بررسی گردیده اند. به همین منظور آستنیت باقی محلول های اچ مختلفی به رنگ قهوه ای ظاهر گردید. مارتنزیت بشقابی و سوزنی نیز با به کار گیری تکنیک-های اچ تک مرحله ای آمونیوم پرسولفات %5 به رنگ قهوه ای روشن و با استفاده از محلول کالینگ شماره 1 و تکنیک های اچ دو مرحله ای بر پایه گلیسرجیا و ماربل به رنگ قهوه ای تیره، و با استفاده از محلول آمونیوم پرسولفات 10% به رنگ آبی آشکار گردید. همچنین ذرات کاربید ثانویه با تکنیک اچ تک مرحله ای کالینگ شماره 1 و تکنیک های اچ دو مرحله ای بر پایه گلیسرجیا و ماربل به رنگ سفید و به صورت ذرات ریز پراکنده در آستنیت باقی مانده ظاهر گردیده است. مشاهدات متالوگرافی فوق توسط آنالیز xrd و بررسی های میکروسکوپ الکترونی sem تایید گردیده اند. ? آزمون سایش برای مقایسه رفتار سایشی چدن سفید پرلیتی و چدن سفید کم آلیاژ با استفاده از آزمون پین روی دیسک در بار گذاری های 80، 100، 120 و n140 مورد بررسی قرار گرفت. در این تست از دیسک های ساینده با جنس فولاد 100cr6 و سختیhrc 62 استفاده گردید. خصوصیات میکرو ساختاری، ضریب اصطکاک، کاهش وزن و میکرو سختی سنجی فاز ها در هر دو آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. برای کمترین بارگذاری (n80) کاهش وزن در چدن سفید معمولی mg92/7 و برای چدن سفید کم آلیاژ mg73/2 می باشد و در بیشترین بار (n140) کاهش وزن برای چدن سفید معمولی mg65/12 و برای چدن سفید کم آلیاژ به شدت به مقدارmg 26/8 کاهش یافته است. در بارگذاری های کمتر در نمونه چدن سفید کم آلیاژ ترک و شکست هایی در کاربیدهای m3c دیده شد. بررسی ها نشان می دهد که مقاومت به سایش نمونه ها متاثر از میکرو ساختار آن ها می باشد به طوری که در چدن سفید کم آلیاژ طی تنش های مکانیکی آستنیت باقی مانده به مارتنزیت تبدیل می گردد. که این موضوع خود باعث افزایش مقاومت به سایش این نوع چدن گردیده است که از خصوصیات این چدن مغزی نرم با زمینه آستنیت باقی مانده و سطحی سخت با ساختار زمینه مارتنزیت و کاربیدهای m3c می باشد. در خصوص زمینه آستنیتی به نظر می رسید که نرخ سایشی به سختی پوشش سطحی بستگی دارد نه به سختی ماده ای که تغییر شکل نیافته است. تغییر استحاله آستنیت باقی مانده به مارتنزیت و تشکیل مقادیر قابل توجهی مارتنزیت در سطوح نمونه های سایشی توسط تصاویر الکترونی sem نشان داده شده است.

سایش و خوردگی یکی از مهمترین خسارت های مطرح در صنایع مختلف از جمله ابزار آلات می باشد. ساییده شدن لبه لاینرهای مورد استفاده در صنایع سرامیکی نیز همواره باعث کاهش عمر این قطعات گردیده است. از مهمترین تکنیک های بهبود مقاومت به سایش و خوردگی می توان به ایجاد یک لایه مقاوم بر سطح زیر لایه اشاره نمود.در پژوهش حاضر، خصوصیات ساختاری فولاد ساده کربنی روکش کاری شده توسط لایه روکش سخت غنی از کروم مورد ارزیابی و مطالعه واقع شد.

جهت بررسی اثر عناصر جانشین خصوصا آلومینیم دراین پروژه آزمایشات فشارگرم بصورت دینامیکی و استاتیکی برروی سه نوع فولاد که مقدار آلومینیم درآنها متفاوت بود انجام گردید. (فولاد بدون آلومینیم، حاوی 4ˆ0 درصد و حاوی 5 درصد آلومینیم) این آزمایشات دردمای پایداری فاز فریت و دمای پایداری فاز آستنیت صورت گرفت . سرعت کرنش دراین آزمایشات 10 منفی 3، 10 منفی 2، 1ˆ0 و 1 بوده و آزمایشات در رنج 650 تا c 800 در فازفریت و دررنج 900 تا c 980 درفاز آستنیت صورت گرفته اند. آزمایشات فوق نشان دادند که درفاز فریت بازیابی و در فاز آستنیت تبلور مجدد صورت گرفته است . آزمایشات دینامیکی نشان دادند که افزایش آلومینیم در فولادهای فوق باعث تسریع بازیابی فاز فریت و تاخیر درتبلور مجدد فاز آستنیت میگردد. ریزساختار حاصل از آزمایشات نشان داد که افزایش پارامتر زنر - هولمن باعث ریزتر شدن دانه های حاصل از تبلور مجدد در فاز آستنیت شده و درفاز فریت نیز دانه های فرعی را ریز می نماید. درآزمایشات انجام شده اثر سرعت کرنش و دمای تغییر شکل نیز بررسی گردید. آزمایشات دینامیکی نشان دادند که افزایش سرعت کرنش و کاهش درجه حرارت درفاز فریت باعث افزایش تنش حالت پایدار و کرنش شروع حالت پایدار می گردد عوامل فوق در فاز آستنیت باعث افزایش کرنش و تنش پیک گردیده و سینتیک تبلور مجدد رابه تاخیر می اندازد. آزمایشات استاتیکی نشان دادند که افزایش سرعت کرنش و افزایش دماسینتیک بازیابی و تبلور مجدد استاتیکی راافزایش می دهد.همچنین افزایش آلومینیم باعث تاخیر درتبلور مجدد استاتیکی میگردد.