روش آلیاژسازی مکانیکی یکی از روشهای نوین تولید کامپوزیت ها می باشد. در این روش می توان ذرات تقویت کننده را به صورت ریز و با پراکندگی یکسان توزیع نمود. اساس تولید کامپوزیت در این تحقیق استفاده از واکنش احیای اکسیدهای مس و کروم توسط آلومینیم حین آسیاکاری می باشد که کروم با تشکیل محلول جامد فوق اشباع در مس نقش زمینه و ذرات اکسید آلومینیم نیز نقش ذرات تقویت کننده را دارند. لذا مکانیزم استحکام بخشی در این تحقیق بر دو اساس حضور ذرات تقویت کننده و تشکیل محلول جامد می باشد. البته جهت کنترل دمای آدیاباتیک واکنش از مقداری مس فلزی نیز استفاده شده است. پیشرفت واکنش ها و شناسایی محصولات آسیاکاری بر پایه آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) می باشد. در این تحقیق کامپوزیتی با زمینه مس– کروم و ذرات اکسید آلومینیم تولید گردید و با افزایش زمان آسیاکاری ذراتی در حدود 30 نانومتر مشاهده گردید. با توجه به بررسی نتایج آسیاکاری نمونه ها مشخص گردید کاهش دمای آدیاباتیک ترکیب نقش تعیین کننده ای در انجام واکنش های احیا دارد و با کاهش دمای آدیاباتیک علیرغم افزایش مس فلزی به عنوان رقیق کننده سرعت انجام واکنشها نیز افزایش پیدا کرد و همچنین افزایش میزان اکسید کروم نیز تاثیری در تکمیل شدن واکنشها ندارد.

در این پژوهش بلورینگی غیرهمدمای آلیاژ آمورف co67fe4cr7si8b14 که با روش (pfms) planar flow melt spinning تهیه شده است، با روش کالریمتری روبشی تفاضلی(dsc) در نرخ های گرمایش10، 20، 30، 40 و ?cmin-1 80 مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که بلورینگی این آلیاژ حین گرمایش شامل دو مرحله است. با افزایش نرخ گرمایش، پیک های بلورینگی به سمت دماهای بالاتر منتقل می شوند. انرژی فعال سازی ظاهری مربوط به اولین مرحله بلورینگی با دو روش kissinger و ozawa به ترتیب مقادیر kjmol-144/443 و kjmol-147/434 تعیین شدند. فاکتور فرکانس(a) با روش kissinger مقدار s-11026 × 084/1 تخمین زده شد. پارامترهای سینتیک مثل توان بلورینگی(n) و بعدپذیری رشد(ndim) نیز از دو روش jmak و ozawa محاسبه شدند. مقدار n از روش jmak ،1/1 و با استفاده از مدل ozawa، 75/1 تعیین شد. انرژی فعال سازی موضعی ec(x) با روش ofw محاسبه شد و مقدار متوسط آن kjmol-1371 بدست آمد. همچنین انرژی های فعال سازی جوانه زنی (en) و رشد (eg) به طور جداگانه به ترتیب مقادیر kjmol-1 479 و kjmol-1 309 محاسبه شدند. همچنین رفتار ترمومکانیکی آلیاژ آمورف co67fe4cr7si8b14 مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات افزایش طول نمونه های آمورف و آنیل شده (در دمای ?c500 به مدت زمان30 دقیقه) با استفاده از دستگاه تحلیل ترمومکانیکی tma)) در شرایط بارگذاری کششی- محوری انجام گرفت. آزمایشات در شرایط غیرهمدما در نرخ های گرمایش 20، 40 و?cmin-1 80 تحت نیروهای 1 و 5 نیوتن و از دمای محیط تا نقطه شکست انجام گرفت. سیلان ویسکوز این آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت و دماهای شروع سیلان ویسکوز، سیلان ویسکوز حالت پایدار و اتمام سیلان ویسکوز از داده های tma بدست آمد. نتایج حاکی از افزایش دماهای شروع سیلان ویسکوز، سیلان ویسکوز حالت پایدار و اتمام سیلان ویسکوز با افزایش نرخ گرمایش و تنش اعمالی بودند و بیان گر تغییرشکل پذیری بالای آلیاژ آمورف حاضر با افزایش دما و تنش است.

در این تحقیق، تولید دی‏سیلیسیدمولیبدن mosi2 نانوساختار از مخلوط اولیه moo3+si+al به روش سنتز مکانوشیمیایی بررسی شده است. کلیه آزمایش‏ها بر اساس واکنش moo3+xal+((14-3x)/4)si?mosi2+(x/2)al2o3+((6-3x)/4)sio2 انجام شدند. تحول ریزساختاری مخلوط پودر آسیاکاری شده توسط آنالیز تفرق اشعه ایکس به دست آمد. در ابتدا با مقادیر al برابر صفر، 5/0، 1، 5/1 و 2 مول، آزمایش‏های آسیاکاری با زمان 5 ساعت انجام شدند که نتیجه آن تولید فاز ?-mosi2 در نمونه‏هایی با 1 و 5/1 مول al و تولید فاز ?-mosi2 در نمونه‏ای با 2 مول al بود. سپس مکانیزم واکنش‏ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، دمای جداره ظرف آسیاکاری در نمونه‏هایی با 5/1 مول al و با زمان‏های مختلف آسیاکاری به وسیله ترموکوپل نوع k با ضخامت 5/0 میلی‏متر و دستگاه data acquisition اندازه‏گیری شد. نتیجه این اندازه‏گیری، افزایش قابل ملاحظه دمای جداره ظرف را در محدوده زمانی 23 تا 30 دقیقه نشان داد و نتیجه گرفته شد که مکانیزم انجام واکنش، سنتز احتراقی با جبهه ناپایدار می‏باشد. در مرحله بعد، بهینه‏سازی آزمایش‏ها در جهت تولید مقدار بیشتر فاز مطلوب ?-mosi2 و تبدیل فاز ?-mosi2 به فاز ?-mosi2 صورت گرفت. در آزمایش بهینه‏سازی اول به دلیل mo باقیمانده در نمونه‏ای با 5/1 مول al و 5 ساعت آسیاکاری، مقدار3/1 برابر si مواد اولیه به سیستم اضافه شد تا مقدار بیشتری فاز ?-mosi2 تشکیل شود که نتیجه آن افزایش مقدار ?-mosi2 از 7/32 درصدوزنی به 33/36 درصدوزنی بود. در آزمایش بهینه‏سازی دوم، بر اساس محاسبات دمای آدیاباتیک، به نمونه‏ای با 2 مول al و 5 ساعت آسیاکاری،22/1 و 5/1 برابر مقدار محصول، al2o3 اضافه شد تا دمای سیستم کم شده و به دمای نمونه‏ای با 5/1 مول al که فاز ?-mosi2 در آن تشکیل شده بود، برسد و فاز ?-mosi2 به ?-mosi2 تبدیل شود. نتیجه این آزمایش‏ها، افزایش مقدار فاز ?-mosi2 از صفر در نمونه‏ 2 مول al به 34/8 درصد وزنی در نمونه‏ 22/1 برابر al2o3 و به 27/11 درصد وزنی در نمونه 25/1 برابر al2o3 بوده است. اندازه کریستالیت پودرها به دست آمده از xrd بین 18 تا 69 نانومتر بوده است. همچنین اندازه ذرات پودر از تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری tem برابر 179 نانومتر بوده است.

هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر حالت رسوب‏ گذاری در استحکام تسلیم و رفتار کارسختی آلیاژ آلومینیم 6011 می‏ باشد‏‏. بدین منظور، نمونه‏ هایی با پیشینه حرارتی محلول‏ سازی‏‏ و پیرسازی‏ شده‏ در چهار دمای c? 220-200-180-160 به مدت زمان های مختلف، تحت آزمون کشش قرار گرفتند. به منظور تحلیل رفتار کششی آلیاژ، دو مدل با مبنای فیزیکی به کار گرفته شد: الف) مدل نرخ کارسختی ب) مدل پیش‏ بینی استحکام تسلیم. با استفاده از داده‏‏‏‏ های آزمون کشش و چارچوب کلی مدل نرخ کارسختی، رفتار کارسختی آلیاژ رسوب سخت شده بررسی شد. این مدل نشان داد که تغییرات شدید در نرخ کارسختی را می توان به گذار رسوبات از حالت قابل‏ برش به غیرقابل‏ برش مربوط دانست. با کمک مبنای فیزیکی پارامترهای مدل، نرخ بازیابی دینامیکی بالا در حضور رسوبات غیرقابل‏ برش، دلیل اصلی رفتار غیر خطی نرخ کارسختی در نمونه‏ به شدت فراپیری شده عنوان گردید. سپس، نمودار تنش- کرنش موم سان برای حالت های مختلفی از پیرسازی مدل سازی و با داده‏‏‏‏ های تجربی مقایسه‏‏‏ گردید. مشاهده شد که بهترین تطابق بین داده‏‏‏‏ های تجربی و نتایج مدل برای حالت کم‏ پیری‏‏‏‏ در n برابر با 1/03 حاصل می گردد. در نهایت، تغییرات استحکام تسلیم در حالت های مختلفی از دما (بازه دمایی c? 220-160) و زمان پیرسازی، پیش‏بینی شد. مشاهده گردید که نتایج مدل‏سازی توسط دیدگاه موانع قوی مطابقت بسیار خوبی با داده‏‏‏‏ های تجربی، به خصوص در بازه دمایی c° 220-180 دارد. حال آنکه در نتایج مدل‏ سازی موانع ضعیف، با افزایش دمای پیرسازی تطابق مدل با داده‏‏‏‏ های تجربی کمتر می گردد.

در این تحقیق اتصال صفحات آلومینیومی از طریق ترتیب دادن واکنش های سنتز احتراقی در فصل مشترک آن ها مورد مطالعه قرارگرفت. دو مخلوط پودری ni+14al+3cuo و ni+14al+cuo+2nio به عنوان مواد واکنش کننده استفاده شدند. سطح مقطع اتصال های بدست آمده به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی sem، آنالیز eds و الگوی پراش اشعه ی (xrd) ایکس مورد مطالعه قرار گرفتند. مشخص شد، که در اثر اتفاق افتادن واکنش های سنتز احتراقی ترکیبات بین فلزی al7cu4ni، al3ni2 و cual2 و همچنین فاز اکسیدی al2o3 به صورت درجا در فصل مشترک تشکیل شده اند. گرمای واکنش های سنتز احتراقی باعث افزایش موضعی دما در فصل مشترک شد به گونه ای که صفحات به صورت سطحی و تا ضخامتی حدود 900 میکرومتر ذوب شدند و به یکدیگر متصل شدند. به علاوه، تشکیل ذرات سخت نیز منجر به تقویت فاز زمینه در اطراف فصل مشترک شد. استحکام اتصالات بدست آمده به ترتیب 27 و 24 مگاپاسکال بود. مقایسه ی این نتایج با نتایج استحکام قطعات متصل شده به روش پیوند نفوذی نشان می دهد که این روش پتانسیل بهتری جهت اتصال صفحات فلزی دارد.

فلزات آمورف توده ای (bmgs) از جمله ی مواد نو و پیشرفته ای هستند که برای اولین بار در سال 1975 وارد دنیای علم شدند که بدلیل اهیمت علمی و پتانسیل کاربردی زیاد توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. از ویژگی های قابل توجه این گروه از مواد، عدم وجود عیوب مرسوم مواد کریستالی در ساختمان آنهاست که به آنها خواص جالب و منحصر بفردی از جمله استحکام تسلیم و شکست بالا، مدول یانگ پائین، حد الاستیک بالا، مقاومت به ضربه ی بسیار خوب، سختی بالا و خواص سایشی و خوردگی عالی داده است. از اینرو جذابیت و علایق علمی و عملی زیادی جهت مطالعه و بررسی این خواص وجود دارد. در این پایان نامه به بررسی قابلیت تولید آلیاژ آمورف zr60-cu30-x-fex-al10 (x=0, 2.5, 5 at%) پرداخته شده است. از آزمایشات xrd و فشار و sem جهت حصول اطمینان از ساختار آمورف استفاده شد. حضور پیک هاله ای مانند در زاویه ی 40-20 درجه در الگوی xrd، استحکام بالای فشاری و عدم کنتراست فازی در تصویر sem بیانگر این موضوع است. در ضمن مقایسه ی xrd نمونه ی آمورف آنیل شده با نمونه ی آمورف و حضور پیک های تند موید این امر است. نتایج آزمون فشار نشان داد که با افزایش fe از صفر تا at% 5، استحکام شکست و سختی نیز بترتیب از gpa 33/1 به gpa 55/1 و hv 508 به hv 530 افزایش می یابد. بررسی های سطوح شکست آلیاژها دو نوع مورفولوژی رگه ای و رودخانه ای مانند که خاص فلزات آمورف است را نشان می دهد. از بین این دو، الگوی رگه ای سطح وسیع و گسترده ای از مورفولوژی شکست را تشکیل می دهد. زاویه ی شکست نمونه ها نیز از زاویه ی بیشترین تنش برشی (45) منحرف شده و در زاویه ی 42 درجه شکست رخ می دهد که از ویژگی های متمایز دیگر این نوع فلزات بشمار می رود. خواص حرارتی نمونه ها در چهار نرخ گرمایش متفاوت بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ گرمایش، پارامترهای دمایی افزایش می یابد. بیشترین مقادیر trg، ?tx و ? که معیاری برای آمورف پذیری است بترتیب برابر 58/0، 7/70 و 406/0 می باشد که مربوط به نمونه ی با %at 5/2 آهن است. انرژی فعال سازی لازم برای کریستالیزاسیون نمونه ها نیز به دو روش kissinger و ozawa تحلیل شد که بیشترین مقدار آن در هر دو روش بترتیب برابر kj/mol 196/274 و kj/mol 435/272 محاسبه شدند. مقادیر توان آورامی حاصل از معادله ی jmak برای هر سه نمونه در یک نرخ گرمایش معین بترتیب برابر 3/2، 6/2 و 8/2 بدست آمد که مکانیزم رشد سه بعدی کنترل شونده با نفوذ را برای بلورینگی پیشنهاد می کند.

امروزه به دلیل نیاز صنایع خودرو سازی و هوا فضا به آلیاژ های سبک ، آلیاژ های آلومینیم هم در کنار سایر آلیاژ های سبک غیر آهنی کاربرد فراوانی یافته اند. بر اساس محاسبات ترمودینامیکی، آلیاژ al-6si-2mg از بین آلیاژ های al-si-mg بهترین گزینه برای فرایند ریخته گری نیمه جامد است. بعد از تولید این آلیاژ، پارامتر های رئوکست نظیر سرعت و مدت زمان همزدن مذاب نیمه جامد روی ریز ساختار و سختی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا نتایج نشان دادند که با همزدن مخلوط نیمه جامد تا سرعت rpm50، ساختار از دندریتی به گل رزی تغییر یافته است و با افزایش سرعت چرخش همزن به rpm150، مورفولوژی ذرات از گل رزی به کروی تغییر پیدا کرد. همزدن مخلوط نیمه جامد همچنین باعث توزیع یکنواخت تر ترکیبات بین فلزی در زمینه ی یوتکتیک شد. افزایش بیشتر سرعت چرخش از rpm150 به rpm600 روی مورفولوژی ذرات تاثیری نداشت. افزایش سرعت چرخش همزن از rpm150 به rpm450 باعث کاهش اندازه ذرات و افزایش سختی نمونه ها شد اما افزایش بیشتر سرعت همزن به rpm600 تاثیر قابل توجهی روی اندازه ذرات و سختی نداشت. همچنین با همزدن مخلوط نیمه جامد به صورت همدما تا 10 دقیقه، مکانیزم خرد شدن بازو های دندریتی پدیده ی غالب بوده که منجر به کاهش بیشتر اندازه ذرات و افزایش سختی نمونه ها شد. اما با افزایش مدت زمان همزدن به 20 و 30 دقیقه، پدیده ی ostwald پدیده ی غالب بوده که منجر به افزایش اندازه ذرات و کاهش سختی نمونه ها شد. همچنین آزمون های ریز سختی و روبش خطی روی ذرات al-? نشان دادند که با افزایش سرعت همزدن به دلیل کاهش مقدار عناصر si و mg درون این ذرات، سختی این ذرات کاهش یافت. سرعت چرخش rpm450 و مدت زمان همزدن 10 دقیقه از نظر اندازه ذرات و توزیع سختی به عنوان سرعت و زمان بهینه انتخاب شدند.

اندازه دانه از پارامترهای بسیار تاثیر گذار بر خواص مکانیکی و فیزیکی فلزات می باشد.?ارتقاء وبهبود خواص مکانیکی با کاهش اندازه دانه قابل توجه است.?از آنجا که تولید یک قطعه فوق ریزدانه نیازمند امکانات پیچیده وهزینه های بسیار است،?امروزه فرآیند های ریزدانه کردن لایه سطحی مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش به منظور ریزدانه کردن سطح فولاد از فرآیند آسیاکاری مکانیکی استفاده شد. تغییر شکل مومسان شدید جهت دستیابی به میکروساختار فوق ریزدانه در فولاد din ck 15 با آسیا کاری مکانیکی در فرکانس rpm 180، rpm 200 و rpm 250 در بازه های زمانی متعدد اعمال گردید، پس از آسیاکاری نمونه ها در دماهای (، 200، 350، 500) درجه سانتیگراد به مدت35 دقیقه? تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمایش ها با آزمون میکرو سختی سنجی? sem ? پراش اشعه x و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج برآمده از این تحقیق موید این امر است که با بهینه سازی پارامترهای آسیاکاری و انجام عملیات حرارتی مناسب می توان به میکروساختار فوق ریزدانه در سطح فولاد دست یافت.

استفاده از سطح شیب دار خنک کننده یکی از موثرترین و کم هزینه ترین روش ها در ریخته گری نیمه جامد است که نیازمند تجهیزات اندکی می باشد. پارامترهای متفاوت سطح شیب دار که بر ریزساختار نهایی تأثیر می-گذارند شامل طول، زاویه و جنس سطح می شوند. با توجه به این پدیده، در این پژوهش اثر استفاده از سطح شیب دار و تغییرات مولفه های آن بر شکل و توزیع ورقه های گرافیتی، اندازه دانه آستنیت اولیه و فاصله لایه های پرلیتی در ریز ساختار چدن خاکستری مورد بررسی قرار گرفت. چدن مذاب با دمای c?1300 بر روی سطح شیب دار که در زاویه مشخصی نسبت به افق قرار گرفته شده بود ریخته شد و پس از عبور از سطح شیب دار به درون قالب ماسه ای که در زیر سطح قرار گرفته بود سرازیر شد. در واقع در این تحقیق اثر جنس و زاویه سطح شیب دار بررسی گردید. به همین منظور از دو سطح شیب دار با جنس های متفاوت یکی از نوع گرافیتی و دیگری فولاد ساده کربنی با پوششی ازکائولن استفاده شد و این آزمایش در زوایای ?10، ?20، ?30 و ?40 نسبت به افق انجام شد تا اثر زاویه سطح نیز مورد بررسی قرار گیرد. نتایج آنالیز تصویری نمونه ها به کمک نرم افزار clemex نشان داد که ورقه های گرافیتی موجود در ریزساختار چدن خاکستری حاصل از عبور بر سطح شیب-دار گرافیتی در زاویه ?30 و سطح شیب دار فولادی در زاویه ?20 دارای طول، عرض و مساحت کمتری می باشند. همچنین کم ترین فاصله لایه های پرلیتی (حدود 28/0 میکرومتر) نیز در این نمونه ها حاصل شد. به منظور آشکارسازی مرزدانه های آستنیت اولیه عملیات اکسیداسیون بر روی نمونه های ریخته شده انجام گردید و دانه-های آستنیت اولیه در ریزساختار نمایان شدند. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه ریخته گری بر سطح شیب دار، اندازه دانه های آستنیت اولیه به 5/17 میکرومتر کاهش می یابد. نتایج اندازه گیری سختی برینل نمونه ها نیز نشان داد که بیشترین میانگین سختی (hb 214) مربوط به نمونه های حاصل از ریخته گری بر سطح شیب دار گرافیتی در زاویه ?30 و سطح شیب دار فولادی در زاویه ?20 می باشد

جوشکاری ذوبی یک روش عمومی جهت اتصال دائم قطعات فلزی می باشد. ایجاد تنش های پسماند و اعوجاج به واسطه ی حرکت موضعی منبع حرارت و نیز سرعت های متفاوت سردشدن ، از جمله پیامدهای این روش اتصالی است. وجود تنش های پسماند باعث رشد ترک و کاهش عمر سازه های جوشکاری شده می گردد. همچنین اعوجاج ناشی از جوشکاری، دقت ابعادی را کاهش داده و سبب عدم تطابق ابعادی اتصال می گردد. درنتیجه، پیش بینی دقیق مقادیر یاد شده اهمیت فراوانی در ایجاد اتصالات مناسب دارد. از جمله راهکارهای پیش بینی تنش و اعوجاج ناشی از جوش، شبیه سازی شرایط جوشکاری با استفاده از روش های المان محدود می باشد. شبیه سازی فرآیند جوشکاری به واسطه ی ماهیت غیرخطی خود و نیز وجود کوپل های حرارتی، مکانیکی و متالورژیکی، از جمله تحلیل های پیچیده می باشد. نیاز به اطلاعات مواد تا دماهای نزدیک نقطه ی ذوب، وجود معادلات گسترده ی ترموالاستوپلاستیک و نیز غیرخطی بودن بارگذاری ها و شرایط مرزی، برپیچیدگی مسئله افزوده است. هدف تحقیق حاضر، تعیین میزان تنش های پسماند وتغییر شکل های ناشی از جوشکاری با درنظر گرفتن تغییرات فازی می باشد. بدین جهت، شبیه سازی فرایند جوشکاری قوسی با گاز محافظ فولاد باکربن متوسطaisi 1045 در حالت لب به لب، توسط بسته نرم افزاری چند منظوره ی اجزا محدود آباکوس (abaqus) صورت پذیرفت. از مدل دوبیضوی گلداک (goldak) جهت مدلسازی حرکت قوس و نیز تکنیک مرگ و زنده شدن المانها جهت افزودن فلز پرکننده بهره گرفته شد. اتلاف حرارتی به واسطه ی تابش و همرفت از طریق برنامه نویسی در محاسبات لحاظ گردید. میزان واقعی تغییرات دمایی در طول جوشکاری به وسیله ی نصب ترموکوپل در چندین نقطه ی مشخص بدست آمد. مقایسه نتایج حاصل از ترموکوپل ها با نتایج حرارتی تحلیلگر و نیز انطباق مناسب کنتورهای دمایی با مناطق متاثر از حرارت (haz)، دقت بالای تحلیل را نشان می دهد. جهت بررسی تاثیر تغییرات ریزساختاری بر میزان تنش های پسماند ناشی از جوشکاری پارامترهایی از قبیل گرمای نهان ذوب و انجماد و ضریب انبساط حرارتی وابسته به مارتنزیت تشکیل یافته حین فرآیند سرد شدن ناحیه ی haz در محاسبات المان محدودی لحاظ گردیدند. میزان مارتنزیت، تشکیل شده در مرحله ی سردسازی توسط برنامه نویسی در محیط نرم افزار برنامه نویسی فورترن(fortran) محاسبه شده همچنین، آزادشدن کرنش در حین فرآیند ذوب نیز درنظر گرفته شد. تاثیر تغییرات فازی بر کرنش حجمی ناشی از استحاله های فازی توسط زیربرنامه نویسی در محیط آباکوس لحاظ گردید. علاوه براین، تغییرات میکروسختی نواحی مختلف نیز بر حسب درصد فازهای تشکیل دهنده آن منطقه مشخص گردید. مقادیر تنش پسماند در حالت درنظرگرفتن تغییرات فازی و نادیده گرفتن این تغییرات، در آنالیز المان محدود با یکدیگر مقایسه گردیدند. همچنین با بهره گیری از روش مخرب اندازه گیری تنش پسماند تحت عنوان سوراخکاری(hole drilling) و استفاده از نشان گرهای تغییرات طولی (gage indicator) میزان تنش پسماند و اعوجاج نیز به صورت تجربی اندازه گیری شد. در انتها، سختی سنجی در مقیاس میکرو نیز به عنوان گواهی بر تشکیل فازهای مارتنزیتی و بینایتی در ناحیه ی متاثر از حرارت صورت پذیرفت. نتایج این تحقیق حاکی از این است که اندازه گیری اعوجاج در حالت محاسبه تغییرات فازی بهبود چندانی نیافته که دلیل آن درصد کم مارتنزیت توسعه یافته می باشد. اما این بهبود در محاسبات تنش های پسماند بشدت چشمگیر بوده بطوریکه لزوم درنظر گرفتن استحاله های فازی در مدلسازی این فولاد را مشخص می نماید.

چکیده در این تحقیق، از مخلوط پودری fe + fe2o3 + cr2o3 + nio + alبرای تولید کامپوزیت نانوساختار fe(cr-ni)/al2o3با استفاده از واکنش سنتز احتراقی خودپیشرونده دما بالا(shs)استفاده شده است.برای مخلوط کردن پودرها از دو روش مخلوط کردن دستی و با استفاده از یک دستگاه آسیای کم انرژی استفاده شده است. نمونه های فشرده استوانه ای با دانسیته خام 4/4 گرم بر سانتیمتر مکعب، از مخلوط پودری تهیه شدند.بعد از مراحل تهیه نمونه خام ، نمونه های آماده شده درون مایکروویو قرار گرفتند و فرآیند جرقه زنی واکنش سنتز احتراقی با استفاده از امواج مایکروویو انجام شد و واکنش کلی زیر بین مواد واکنش کننده انجام شد: 1.05) fe + (0.135) fe2o3 + (0.175) cr2o3+(0.135) nio + (0.71) al ) (1.32) fe + (0.35) cr + (0.135) ni + (0.355) al2o3 محصولات تولید شده شامل یک کامپوزیت زمینه فلزی و یک سرباره که اطراف کامپوزیت را احاطه کرده است ، می باشند.آنالیز جذب اتمی(aas) نمونه های کامپوزیتی نشان داد که زمینه فلزی شامل ترکیب fe-17.27cr-7.73ni می باشد . نتایج آنالیز تفرق اشعه ایکس (xrd) نیز نشان داد که زمینه فلزی یک فولاد زنگ نزن آستنیتی شامل فازهای آستنیت و فریت می باشد.اندازه کریستالیت های فازهای آستنیت و فریت توسط فرمول شرر محاسبه شد و به ترتیب برابر 2/31 و 22 نانومتر می باشند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و نتایج آنالیز eds ، نشان داد که ذرات تقویت کننده آلومینا درون زمینه فولادی زنگ نزن آستنیتی توزیع شده اند. نمونه های کامپوزیتی در نهایت برای رسیدن به میکروساختار یکنواخت آستنیتی ، تحت عملیات محلولی در دمای 1040 درجه سانتیگراد و به مدت 40 دقیقه ، قرار گرفتند. محصول نهایی یک کامپوزیت نانوساختار زمینه فولادی زنگ نزن آستنیتی شامل تکفاز آستنیت و ذرات تقویت کننده آلومینا ی آلفا می باشد.

در تحقیق حاضر برای سنتز نانوذرات cuo به روش مکانوشیمیایی، واکنش cu(oh)2+7nacl ? cuo+h2o(g)+7nacl مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا پودر هیدروکسید مس به عنوان ماده اولیه، از طریق یک روش محلولی ساده و مقرون به صرفه، بر اساس واکنش cuso4 (aq, 0.4m) + 2na(oh) (aq, 1m) ? cu(oh) 2? + na2so4 (aq) تهیه گردید. در ادامه، بر مبنای رویکرد آسیاکاری- شستشو و خشک کردن، محصول بدست آمده از آسیاکاری مخلوط cu(oh)2+7nacl به مدت2، 3، 6 و h12، بعد از انجام عملیات شستشو و خشک کردن در دمای محیط، تحت آنالیز و ارزیابی های بعدی قرار گرفت. در مورد محصول بدست آمده از نمونه ای که بعد از h3 آسیاکاری بلافاصله تحت عملیات شستشو و خشک کردن واقع شد، نتایج بدست آمده از آنالیزهای xrd، eds، tem، lls و uv-vis به ترتیب بیانگر تشکیل فاز بلورین cuo، شامل عناصر o و cu و فاقد عناصر ناخالصی، توده های آگلومره شده متشکل از نانوذراتی کروی در حدود nm 16، توزیع اندازه ذرات محدود با متوسط اندازه nm 27 و نهایتاً شکاف انرژی (eg) ev 5/2 می باشد. به علاوه با توجه به نتایج آنالیزهای tga-dtaمشخص گردید که دهیدراسیون و تجزیه هیدروکسید مس بر اساس واکنش cu(oh)2 ? cuo + h2o با استفاده از انرژی ناشی از آسیاکاری و نه حرارت دهی مستقیم اتفاق افتاده است. در رویکرد مذکور، افزایش مدت زمان آسیاکاری به 6 و نهایتاً h 12منجر به احیای cuo توسط آهنِ موجود در بدنه ظرف و سطح گلوله های آسیاکاری و در نتیجه، سنتز فازهای cu2o، cu و fe2o3 گردید.

در این پژوهش با ابداع روشی جدید از تلفیق فرآیندهای با بازدهی بالا و نیازمندی اندک به صرف انرژی به پوشش دهی سطوح فلزی پرداخته شد. در واقع با استفاده از هسته واکنشگر درون الکترود و تولید مکانیزم الکترود توپودری و انجام جوشکاری پوشش دهی انجام شد. در این تحقیق ذرات tic و al2o3 به روش سنتز احتراقی به طور درجا در سطح فولاد ساده کربنی ایجاد شده اند. به این منظور مخلوط پودری متشکل از al، c و tio2 با ترکیب استوکیومتری با یکدیگر مخلوط شده و درون هسته فولادی قرار داده شدند. فرآیند جوشکاری قوسی دستی به منظور پوشش دهی سطح و وقوع واکنش گرمازای 3tic + 2al 2o3 3tic + 3c + 4al و تشکیل ذرات tic و al2o3 در سطح انجام گردید. نتایج میکروسکوپ نوری و الکترونی و آنالیز edx وجود دو نوع ذره کاربیدی را در زمینه فریتی تایید کرد، نوع اول که به صورت هتروژن در اطراف ذرات اکسید آلومینیم جوانه زنی کرده اند و نوع دوم که به صورت هموژن تشکیل شده اند. حضور ذرات سخت در پوشش باعث شد مقاومت به سایش پوشش تا پنج برابر نسبت به نمونه ای که بدون پودر جوشکاری شده است بهبود یابد. تصویر میکروسکوپ الکترونی مسیر سایش نشان داد در نمونه های سخت شده، مکانیزم سایش از نوع خراشان می باشد. همچنین دارای مکانیزم سایش نرم به همراه خراش های خفیف و موازی در جهت مسیر سایش است. نیز سختی سطح تا دو برابر افزایش یافت. در نمونه ای دیگر با افزایش قطر سوراخ الکترود، میزان پودری که برای انجام واکنش مورد استفاده قرار گرفت، افزایش یافت. این مسئله باعث کاهش اندازه دانه های فریتی در نمونه دوم نسبت به نمونه اول شد. همچنین اندازه دانه ها یکنواخت تر شده و کسر حجمی محصولات افزایش یافت. ذرات tic به شکل اکتاهدرال و گل مانند در زمینه تشکیل شدند. با افزایش میزان پودر نرخ سایش کاهش و سختی افزایش یافت. به منظور بررسی تاثیر فعال سازی مکانیکی اولیه، در تعدادی از نمونه ها پودرهای مورد استفاده جهت انجام فرآیند سنتز حین جوشکاری، قبل از فشردن درون هسته الکترود تحت فعال سازی خشک و تر قرار گرفتند. در همه نمونه ها، سنتز با موفقیت انجام شد و ذرات سخت در پوشش و در زمینه فریتی-پرلیتی تشکیل شدند. افزایش زمان فعال سازی و نیز فعال سازی تر موجب کاهش بیشتر اندازه ذرات پودر اولیه شده، و توزیع کمی از ذرات در ریزساختار دیده شد، همچنین این ذرات عمدتاً ریز هستند و کمتر توانسته اند موجب جوانه زنی ساختار هم محور شوند. مقاوت به سایش و سختی در این نمونه ها افزایش یافت، که این میزان کمتر از نمونه های فعال سازی نشده بود.

در این پژوهش از ترکیبات کربنات کلسیم (کانی کلسیت)، کربنات منیزیم (کانی مگنزیت) و سولفات باریم (کانی باریت) در مقایسه با جوانه زای فروسیلیس 75 % برای ایجاد مکان های جوانه زنی مناسب برای گرافیت استفاده شده است. برای این منظور قالب ها به روش افزودن فروسیلیکو منیزیم در پاتیل(ساندویچی) و با بهره گیری از ذوب تهیه شده در کوره زمینی ریخته گری و ترکیبات افزودنی نیز بصورت پودری در راهگاه تعبیه شدند. نمونه ها پس از ریخته گری و افزودن ترکیبات اشاره شده، مورد آزمون های متالوگرافی قرار گرفتند و پس از پردازش تصویر با کمک نرم افزار با استفاده از روش خواص وزن داده شده مقایسه شدند. نتایج بیانگر برتری چشمگیری با 0% وزنی کلسیت(با شاخص عملکردی 88 ) و فروسیلیسیم 75 %(با شاخص عملکردی / افزودن 5 76/79 ) نسبت به سایر افزودنی ها بودند. برای مشخص شدن شکل و ترکیب هسته از گرافیت های نقطه ای و خطی نیز گرفته شد. eds دارای هسته تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز آنالیز نقطه ای بیانگر وجود ترکیبات نیتریدی، سولفیدی و اکسیدی در هسته گرافیت ها بود.

فولادهای زنگ نزن آستنیتی به دلیل مقاومت به ضربه (چقرمگی) و خوردگی بالایی که دارند در صنایع مختلف کاربردهای وسیعی را به خود اختصاص داده اند، این در حالی است که استحکام آنها نسبتا کم می باشد. برای بدست آوردن ساختاری با استحکام بالا روشهای معمول استحکام بخشی باعث کاهش شدیدی در چقرمگی و خواص خوردگی آنها می گردند، لذا برای حفظ هر دو مولفه استحکام و چقرمگی محققان در دهه اخیر روشهای ترمومکانیکی را معرفی نمودند. در این روشها با بهره گیری از تغییر شکل پلاستیکی و سپس اعمال آنیل مناسب سعی بر نانو ساختار کردن یا فوق ریز دانه نمودن این نوع از فولاد ها می گردد. در این پژوهش با استفاده از یک فرآیند ترمومکانیکی سه مرحله ای و همچنین محاسبه پارامترهای دما، زمان و میزان کرنش مناسب سعی بر دستیابی به ساختاری با اندازه دانه هایی در حدود چند صد نانومتر شده است. برای این منظور فولاد زنگ نزن آستنیتی l 304 در محدوده کرنش 3/2 -69/0 نورد سرد گردید تا ساختاری مارتنزیتی حاصل گردد، سپس در شرایط مختلفی از دما و زمان، آنیل صورت گرفت. نتایج نشان میدهند که دما و زمان مناسب به ترتیب برابر c° 750 و 5 دقیقه می باشد، وابستگی معکوسی نیز بین میزان کرنش و اندازه دانه مشاهده گردید. در بیشترین میزان کرنش اعمالی، اندازه دانه های آستنیت بازگشت یافته در محدوده 500-100 نانومتر بدست آمد. همچنین نتایج نشان می دهند که مورفولوژی آستنیت بازگشت یافته و مکانیزم این بازگشت تحت شرایط اعمال شده کاملا به میزان کرنش وابسته می باشد. مورفولوژی آستنیت بازگشت یافته در کرنش های کم بصورت تیغه ای و در کرنش های زیاد بصورت دانه های هم محور می باشد. برای بررسی اثر تعداد سیکلهای عملیات ترمومکانیکی چند مرحله ای بر اندازه دانه نهایی از سه سیکل استفاده گردید، در نتیجه ارتباط مستقیمی بین اندازه دانه ها و تعداد سیکل های عملیات ترمومکانیکی مشاهد شد. چنانکه با افزایش تعداد سیکل ها (نسبت به نمونه ای که تحت عملیات ترمومکانیکی یک مرحله ای قرار گرفته بود) اندازه دانه ها نیز بزرگتر می گردد این در حالی است که ساختار نهایی به سمت دوگانه شدن اندازه دانه ها پیش می رود.

اثرات تخریبی ناشی از سایش باعث پیشرفت روز افزون پوشش های جدید در مهندسی سطح گردیده است. پوشش های کامپوزیتی به دلیل خواص منحصر به فرد، در سال های اخیر بیش تر مورد توجه قرار گرفته است. سنتز احتراقی به دلیل انرژی مصرفی کم و خلوص بالای مواد تولیدی روشی مناسب برای تولید کامپوزیت ها به صورت درجا می باشد. تلفیق جوشکاری و سنتزاحتراقی خود پیش رونده ایده ای جدید برای ایجاد پوشش های درجای کامپوزیتی فلز-سرامیک با مقاومت سایشی قابل توجه می باشد. در این کار پژوهشی، با استفاده از یک الکترود تو پودری با مخلوط پودری واکنش گر و روش جوشکاری دستی با جریان مستقیم، پوشش کامپوزیتی fe-wc روی سطح فولاد st.37 ایجاد شد. به این منظور واکنش احتراقی در سیستم احیای آلومینوترمی اکسید تنگستن در حضور کربن در نظر گرفته و مخلوط پودری درون الکترود با تغییر نسبت آلومینیوم و کربن (با توجه به نمودار سنتز احتراقی سیستم) تعیین شد. نتایج الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکرو سختی سنجی و آزمون سایش تشکیل ذرات کاربید تنگستن را در یک زمینه مارتنزیتی درحالات مختلف طراحی شده برای آزمایش نشان داد. بهترین نتایج در نمونه ای حاصل شد که ضریب استوکیومتری آلومینیوم 3/1 در نظر گرفته شد. در این نمونه سختی متوسط پوشش تا 623 میکرو ویکرز نسبت به 144 میکرو ویکرز در زیرلایه افزایش و مقاومت سایشی نیز در این نمونه تا حدود 4 برابر نسبت به زیر لایه بهبود یافت.

در اغلب سیستم های آلیاژی مقدار ضریب جدایش کمتر از یک است (k_0<1) و در طی انجماد این آلیاژها پس زده شدن عنصر حل شونده به درون مذاب منجر به ایجاد یک شیب غلظتی از مرکز به سمت خارج دندریت می شود. این توزیع مجدد که در مقیاس فاصله بازوهای دندریتی ثانویه صورت می گیرد به عنوان جدایش میکروسکوپی معرفی می شود. در این پژوهش، اثر اندازه دانه بر جدایش میکروسکوپی آلیاژ های دوتایی آلومینیوم- مس، حاوی 2/2، 7/3 و 8/4 درصد وزنی مس، بررسی شدند. بدین منظور دو سری آزمایش طراحی گردید تا بتوان در طی آن عوامل موثر بر اندازه دانه بررسی شوند. در سری اول از آزمایش ها تاثیر سرعت سرد شدن بر اندازه دانه بررسی شد. برای این منظور آلیاژها با سه سرعت 04/0، 42/0 و °c/sec08/1 سرد شدند. منحنی سرد شدن در حین انجماد با استفاده از ترموکوپل نوع k و سیستم ثبت داده در رایانه ذخیره گردید. بررسی های کمی و کیفی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی و پردازش تصاویر با استفاده از نرم افزار "clemex vision" انجام شدند. در سری دوم از آزمایش ها، تاثیر جوانه زایی بر اندازه دانه در سرعت سرد شدن ثابت °c/sec 19/0 بررسی گردید. بدین منظور آلیاژ های حاوی 7/3 و 8/4 درصد وزنی مس، توسط آلیاژ ساز al-5ti-1b جوانه زایی شدند. مراحل آنالیز حرارتی مانند سری اول آزمایش ها انجام گردید. برای کمی سازی جدایش میکروسکوپی در هر دو سری از آزمایش ها از دو معیار: مقدار فاز ثانویه غیر تعادلی و پروفیل توزیع غلظت در فاز اولیه (?al) استفاده گردید. مقدار فاز ثانویه غیر تعادلی با استفاده از تصاویر sem در حالت الکترون های برگشتی از روی سطح از- پولیش اندازه گیری شد. برای پروفیل غلظتی در فاز جامد از آنالیز نقطه ای sem/edx استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که با افزایش سرعت سرد شدن از 04/0 تا °c/sec08/1 میزان کسر یوتکتیک غیر تعادلی برای هر سه آلیاژ به ترتیب از 3/2 به 3/3، 2/4 به 3/5 و 1/5 به 4/7 درصد وزنی افزایش و حداقل غلظت جزء حل شونده در فاز جامد برای آلیاژ 8/4 درصد وزنی مس، از 51/1 به 05/1 درصد وزنی مس کاهش یافته است. نتایج سری دوم آزمایش ها نشان داد که در اثر جوانه زایی آلیاژها، مقدار کسر یوتکتیک غیر تعادلی برای دو آلیاژ به ترتیب از 4/4 به 9/3 و 5/5 به 7/4 درصد وزنی کاهش و حداقل غلظت جزء حل شونده در فاز جامد برای آلیاژ 8/4 درصد وزنی ، از 98/0 به 07/1 درصد وزنی افزایش یافته است. پروفیل توزیع غلظت در فاز جامد حاصله در هر دو سری از آزمایش ها با منحنی حاصله از معادله شایل مقایسه گردید که انحراف زیادی نسبت به آن داشت. بر اساس این نتایج می توان دید که جدایش میکروسکوپی با افزایش سرعت سرد شدن در محدوده مورد بررسی، افزایش و با جوانه زایی، کاهش می یابد

در ایـن پژوهـش به منظور بررسی رفتـار تغیـیـر شکـل سوپرپلاستیـک آلیـاژ آمـورف تـوده ای ?zr?_55 cu_30 al_10 ni_5 از آزمون فشار در دمای بالا استفاده شد. به منظور مطالعه ی اثرات دما بر روی آلیاژ آمورف توده ای فوق، نمونه ها در نرخ کرنش ثابت ?10?^(-4) s^(-1) در دماهای 392، 412 و432 درجه ی سانتیگراد و در نزدیکی دمای شیشه ای شدن مورد مطالعه قرار گرفتند. سپـس به منظور مطالعه ی اثرات نرخ کرنش، نمونه ها در دمای ثابت 432 درجه ی سانتیگراد در نرخ های کرنش ?10?^(-4)، ?10?^(-3)، 5×?10?^(-3) و?10?^(-2) s^(-1) مورد مطالعه قرار گرفتند. مطالعات نشان دهنده ی رفتار سوپرپلاستیک فشاری برای آلیاژ فوق می-باشند. در دمای 432 درجه ی سانتیگراد، میزان حساسیت به نرخ کرنش 73/0 می باشد. شواهد حاکی از کاهش ویسکوزیته با افزایش نرخ کرنش می باشد. منحنی های تنش کرنش حقیقی حاصل از آزمون فشار در دمای بالا به وسیله ی روش اجزا محدود و با رعایت تمامی جوانب و اعمال تمامی شرایط مرزی مورد شبیه سازی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که این منحنی ها دارای تطابق خوبی با منحنی های حاصل از نتایج تجربی می باشند.

در این پژوهش،جهت بررسی اثر فرآیند رئو کستینگ و عملیات حرارتی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی نهائی آلیاژ 2024 ریخته گری شده در حالت نیمه جامد به کمک همزدن مکانیکی پیوسته،پنج نرخ برشی متفاوت در نظر گرفته شد. در همین راستا رابط? نرخ برشی و انداز? نهایی گلبول ها مورد بررسی قرار گرفت که با افزایش سرعت چرخش همزن بهrpm 600 مورفولوژی ذرات به حالت کروی تغییر پیدا کرده و توزیع یکنواخت تری در اندازه گلبول ها مشاهده شد.محاسبه فاکتور شکل در مورد گلبول های ایجاد شده در شرایط متفاوت نشان داده است که بیشترین مقدار فاکتور شکل مربوط به سرعت همزدن rpm 600 است.افزایش سرعت همزدن از rpm 600 به rpm 820 منجر به کاهش فاکتور شکل خواهد شد. همچنین بررسی های بعمل آمده در مورد زمان لازم برای عملیات انحلال نمونه های رئوکستینگ نشان داده است که برای انحلال کامل و ایجاد محلولی فوق اشباع نیازمند زمان های بیشتری در مقایسه با زمان استاندار لازم برای این آلیاژ است. نتایج تجربی نشان می دهد همزدن مخلوط نیمه جامد باعث کاهش اندازه گلبول ها و توزیع یکنواخت تر ترکیبات بین فلزی در میان گلبول های فاز الفا شده و این خود منجر به افزایش سختی در نمونه های رئو کستنیگ می شود.نتایج نهائی در مورد استحکام فشاری نمونه های رئو کستینگ حاکی از افزایش استحکام فشاری بدلیل کاهش اندازه دانه و وجود فاز بین فلزی غیر قابل انحلال در ریز ساختار بود.

جوشکاری اصطکاکی نقطه ای یک فرایند اتصال دهی حالت جامد می باشد که حرارت لازم برای اتصال دهی توسط چرخش پین اتصال ده در محل مورد اتصال فراهم می شود. عدم تشکیل فاز مذاب حین اتصال دهی توسط فرایند جوشکاری اصطکاکی موجب کیفیت بالای اتصال در مقایسه با اتصالات ایجاد شده توسط فرایندهای ذوبی اتصال دهی می شود. در این پژوهش سعی شد تا با اضافه کردن پودر نیکل و آلومینیوم و ایجاد سنتز درجا در منطقه جوش و تشکیل ذرات al3ni در پایه آلومینیوم 1100-h12، استحکام این ناحیه افزایش یابد. نتایج آنالیز نقطهای میکروسکوپ روبشی الکترونی و پراش اشعه ایکس نشان داد ذرات al3ni تنها ذرات حاصل از سنتز پودر نیکل و آلومینیوم بوده است همچنین مشاهده شد پخش ذرات میانی ناشی از سنتز در منطقه جوش بصورت هموژن و در اندازههای نانومتری بوده و به طور چشم گیری باعث افزایش استحکام برشی و سختی در آن ناحیه می گردد.

آلیاژهای آمورف پایه کبالت، یکی از برترین دسته های آلیاژی در بین تمامی مواد مهندسی می باشند، خواص بی نظیر آنها همچون استحکام تسلیم و چقرمگی شکست بسیار بالا، مقاومت به خورگی بالاو خواص بی نظیر مغناطیسی آنها سبب شده تا مطالعات بسیاری بر روی خواص و ویژگی های آنها صورت گیرد. یکی از مهم ترین جنبه های تحقیقاتی هر آلیاژ آمورف ، پایداری ساختاری و حرارتی آنها ، هنگامی که تحت تنش های مکانیکی خارجی می گیرند (مثلا در یک فرآیند شکل دهی یا در حین انجام وظیفه ی محوله) است. در این بررسی تاثیر کار و تنش های مکانیکی بر روی پایداری حرارتی نوارهای آلیاژ آمورف co67fe4cr7si8b14 مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور نمونه ها در مدت زمان های 22، 33، 44 و 55 ساعت به وسیله ی دستگاه آسیاکاری مکانیکی ماهواره، تحت آسیاکاری قرار گرفتند و پس از آن با روش گرماسنجی تفاضلی (dta) در سه نرخ گرمایش 5، 10و kmin-1 20 ،به منظور بررسی تغییرات در ملاک های پایداری حرارتی شان، مورد آزمون قرار گرفتند. معیار های پایداری حرارتی مورد استفاده در این آزمون، tx یا دمای شروع فرایند تبلور، tp یا دمای پیک استحاله تبلور، انرژی فعال سازی برای شروع استحاله تبلور ea(x) و انرژی فعال سازی برای پیک استحاله ی تبلور ea(p) بود که به منظور بدست آوردن انرژی فعال سازی در هر دما از سه مدل کیسینجر، اوزاوا و اوگیس استفاده شد. برای هر نمونه آسیا کاری شده و نمونه مرجع آسیاکاری نشده این معیارها از نمودارهای آنالیز حرارتی استخراج و مشخص شد که با انجام آسیاکاری تمامی معیارهای پایداری حرارتی کاهش می یابد و با افزایش زمان آسیاکاری این کاهش نمود بیشتری می یابد. همچنین به منظور بررسی احتمال تبلور فازی در اثر کار مکانیکی، از نمونه ها پراش اشعه ایکس (xrd) گرفته شد. بر این اساس مشخص شد که در اثر آسیاکاری مکانیکی فازهای بلورین کبالت با شبکه ی fcc در زمینه ی آمورف نمونه ها متبلور می شود. همچنین با استفاده از رابطه اصلاح شده ی شیرر مشخص شد که اندازه ی ذرات متبلور شده با افزایش زمان آسیاکاری بزرگ تر می شوند بطوریکه در نمونه مرجع هیچ ذره بلورین وجود نداشته، اندازه ی این ذرات در نمونه ی آسیاکاری شده به مدت 33 ساعت 9 نانومتر و در نمونه ی آسیاکاری شده به مدت 55 ساعت اندازه این ذرات 13 نانومتر است.

در پایان نامه حاضر اثر سرعت سرد کردن بر جدایش میکروسکوپی در آلیاژهای دوتایی آلومینیوم- مس و آلومینیوم- منیزیم بررسی شد. برای این منظور آلیاژهایی با خلوص بالا تهیه شده و آزمون های انجماد با سرعت های سرد شدن در محدوده k/min5000-5/0 روی آن ها انجام گرفت. ساختار نمونه ها با استفاده از روش های استاندارد متالوگرافی کیفی و کمّی و آنالیزهای sem/edx بررسی گردیده و نوع و درصد فازهای موجود در سیستم، ترکیب شیمیایی فاز مذاب کوینچ شده، غلظت کمینه و پروفیل غلظتی در فاز al اولیه تعیین گردیدند. این اطلاعات تجربی برای اندازه گیری مقدار تجربی ضریب جدایش استفاده شدند. بر اساس نتایج، مقدار ضریب جدایش تجربی از مقدار ضریب جدایش غیر تعادلی محاسبه شده و مقدار آن از مقدار تعادلی بیش تر است. با افزایش سرعت سرد شدن از k/min5/0 به k/min5 مقدار ضریب جدایش تجربی کاهش می یابد اما مقدار ضریب جدایش غیر تعادلی محاسباتی افزایش می یابد. اختلاف در مقدارها و روندهای مشاهده شده برای ضریب جدایش تجربی و محاسباتی به اثر نفوذ برگشتی به درون جامد بر مقدار ضریب جدایش تجربی مربوط می شود. با افزایش سرعت سرد شدن مقدار یوتکتیک غیر تعادلی ابتدا افزایش و سپس کاهش و غلظت کمینه ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابند. هر دو روند نشان می دهند که با افزایش سرعت سرد شدن، جدایش میکروسکوپی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. نمودار فازی به صورت ترمودینامیکی مدل سازی شد تا اثر تهی جاهای اضافی در حین انجماد در آن در نظر گرفته شود. اثر تهی جاهای اضافی بر ضریب نفوذ نیز در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از مدل سازی پروفیل غلظتی در فاز al اولیه نشان می دهد که تصحیح نمودار فازی به تنهایی منجر به توافق مناسب بین پروفیل های تجربی و محاسباتی نمی شود اما در صورتی که نمودار فازی و ضریب نفوذ، هر دو برای در نظر گرفتن تهی جاهای اضافی شکل گرفته در حین انجماد تصحیح شوند، توافق مناسبی بین نتایج تجربی و مدل سازی حاصل می شود.

در این تحقیق سعی بر آن شد که بهترین جایگزین مناسب برای آلیاژ های لحیم بدون سرب مشخص شود. به این منظور با انجام آزمایش¬های کشش، سختی، ترشوندگی و بررسی های ریزساختاری بر روی مرسوم ترین آلیاژ های لحیم و مقایسه آن ها با لحیم های معمول قلع – سرب موجود در بازار نتایجی حاصل شد. در این تحقیق سه آلیاژ castin با ترکیب sn- 2.5ag- 0.8cu- 0.5sb ، sac با ترکیب sn- 3.8ag- 0.7cu و sacsb با ترکیب sn- 2.5ag- 0.8cu- 2sb در آزمایشگاه تهیه شدند و خواصی نظیر استحکام کششی برشی، ترشوندگی، سختی و ویژگی¬های ریزساختاری آن¬ها با آلیاژ sn63-pb37 مقایسه شد. نتایج بدست آمده بیانگر این می باشد که قابلیت ترشوندگی برای لحیم های بدون سرب به دلیل داشتن نقره در ترکیب¬های آن¬ها، کمتر از این قابلیت برای لحیم های قلع- سرب می¬باشد. زیرا نقره موجود در ترکیب این آلیاژ ها باعث افزایش انرژی کشش سطحی و بنابراین افزایش زاویه تماس (زاویه ترشوندگی) می شود. از سویی دیگر، ضعف آلیاژ های بدون سرب در مقایسه با آلیاژ قلع- سرب از نظر قابلیت ترشوندگی، موجب شد تا استحکام برشی آن ها نیز در مقایسه با آلیاژ قلع- سرب نیز کمتر باشد. اما استحکام کششی عمودی آن ها در مقایسه با لحیم های قلع- سرب بسیار بیشتر بود که این موضوع می توانست ناشی از تشکیل ترکیبات بین فلزی نقره و همچنین ریزدانه تر شدن ریزساختار به دلیل وجود آنتیموان در ترکیب باشد. سختی آلیاژ های بدون سرب به دلیل تشکیل ترکیبات سخت بین فلزی ag3sn در ریزساختار آن ها بسیار بیشتر از آلیاژ قلع- سرب می باشد که این موضوع نیز یکی از مزایای لحیم های بدون سرب می باشد. همچنین در این تحقیق مشخص شد که استفاده از آنتیموان بیش از مقدار بهینه آن (حداکثر 1 درصد) می تواند تا حدودی باعث کاهش خواص آلیاژ شود.

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.

فلزات شیشه ای توده ای از جمله مواد نو و پیشرفته ای هستند که به دلیل خواص منحصر به فرد از جمله استحکام تسلیم و شکست زیاد، مدول یانگ کم، حد الاستیک و خواص سایشی و خوردگی عالی در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته اند. در این پژوهش رفتار بلورینگی آلیاژ شیشه ای توده ای ti41.5cu42.5ni7.5zr2.5hf5si1 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور نمونه¬های استوانه¬ای از ترکیب مذکور به قطر mm1 و ارتفاع cm2 توسط قوس الکتریکی درون کوره خلاء، ذوب و سپس به روش مکشی درون قالب مسی ریخته¬گری شد. جهت حصول اطمینان از ترکیب شیمیایی آلیاژ و آمورف بودن ساختار حاصله، به ترتیب آنالیزهای eds وxrd صورت پذیرفت. به منظور مطالعه خواص حرارتی و سینتیک بلورینگی نمونه فلزی شیشه¬ای توده¬ای از آزمون¬های dta وdsc استفاده شد. محاسبات سینتیکی بر روی اولین پیک گرمازای بلورینگی در شرایط غیر هم¬دما و در پنج نرخ گرمایش با توجه به داده¬های آنالیز حرارتی dsc، انجام شد. انرژی فعال¬سازی لازم برای بلورینگی به سه روش کیسینگر، اوزاوا و کوتس-ردفرن به ترتیب مقادیر kjmol-1 280/85، 278/82 و 270/67 محاسبه شدند. جهت تعیین مکانیزم جوانه زنی و رشد فاز بلورینه تشکیل شده در پیک اول از معادلات jmak، اوزاوا و کرایدو استفاده شد که براساس این معادلات مکانیزم رشد سه بعدی کنترل شونده نفوذی با نرخ جوانه زنی تقریباً ثابت برای بلورینگی این آلیاژ پیشنهاد شد. برای تعیین فازهای بلورینه در هر یک از پیک¬های گرمازا، عملیات آنیل در سه دمای شروع بلورینگی انجام و به ترتیب فاز¬های ticu، ti2ni، cu2ti و cu3ti به کمک آنالیز xrd شناسایی شدند.

این پژوهش به منظور تعمیر مطلوب پروانه های کشتی ساخته شده از آلیاژ برنز آلومینیوم منگنز به روش جوشکاری صورت گرفت. با استفاده از الکترودهای مختلف شیارهای ایجاد شده بر روی نمونه ها جهت شبیه سازی جوشکاری تعمیری پر شد. این الکترودها عناصر آلیاژی مختلفی داشته و با ثابت نگه داشتن سایر متغیرهای جوشکاری تاثیر عناصر آلیاژی الکترودها بر جوشپذیری آلیاژ زمینه مشخص می گردد. نهایتا با توجه به بررسی های ریزساختاری و مکانیکی، حالت بهینه استفاده از الکترودها جهت جوشکاری تعمیری این آلیاژ مشخص گردید.نتایج نشان داد استفاده از الکترود با عناصر آلیاژی کم به عنوان زیرلایه الکترود با ترکیب مشابه زمینه، باعث ایجاد انعطاف پذیری و استحکام کافی بطور همزمان در فلز جوش می گردد.

اثر تغییر شکل مومسان شدید بر روی رفتار رسوب گذاری بعد از آن و نیز بر روی فازهای موجود در نمونه یک مسئله ی مهم می باشد. در این پژوهش، از فرایند آهنگری چند محوری به منظور انجام فرایند تغییر شکل مومسان شدید بر روی آلیاژ al-3.7%wtcu استفاده شد. تأثیر آهنگری چند محوری بر روی رسوبات ?? در آلیاژ فوق، حین تغییر شکل با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، پراش اشعه ی x و کالریمتری بررسی 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.