یکی از روش های ایجاد پوشش های کامپوزیتی وارد کردن ذرات به پوشش های متداول مانند پوشش الکترولس نیکل- فسفر است. به این صورت که رسوب ذرات روانکار جامد به همراه پوشش الکترولس نیکل سبب می شود که زمینه سخت پوشش الکترولس، ذرات روانکار نرم را در بر بگیرد و شرایط مناسب تری را ایجاد کند. در این پژوهش اثر وارد کردن ذرات روانکار دی سولفید تنگستن (ws2) به پوشش الکترولس و تاثیر آن بر خواص اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته است و با تاثیر نانولوله های کربنی (cnt) برخواص تریبولوژیکی پوشش الکترولس نیکل مقایسه شده است. به این منظور ذرات ws2 با غلظت 1، 2، 3، 4 و 5 گرم بر لیتر و ذرات cnt با غلظت 5/1، 2 و 5/2 گرم بر لیتر به پوشش افزوده شدند. هر دو پوشش فوق روی زیرلایه فولاد ساده کربنی ایجاد شدند. مشخصه یابی پوشش توسط پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف نگاری تفکیک انرژی (eds) صورت پذیرفت. پوشش الکترولس کامپوزیتی با هر دو ذره تقویت کننده دارای ساختاری آمورف است که پس از عملیات حرارتی به کریستاله تبدیل می شود؛ پوشش در هر دو حالت با ضخامتی در حدود 20 میکرومتر است. مورفولوژی سطحی پوشش نیز در هر دو حالت به صورت کروی و گل کلمی است. در مورد پوشش حاوی ذرات ws2 مقدار این مناطق و زبری پوشش بیش تر است. بررسی رابطه غلظت ذرات در حمام با درصد ذرات به دام افتاده درون پوشش ها نشان داد که بیشترین مقدار رسوب ذرات برای پوشش ni-p-cnt در غلظت 2 گرم بر لیتر و برای پوشش ni-p-ws2 در غلظت 4 گرم بر لیتر بدست می آید. بررسی سختی پوشش در حالت آمورف و پس از عملیات حرارتی توسط دستگاه میکروسختی ویکرز انجام شده است. خواص تریبولوژیکی پوشش توسط روش پین روی دیسک، در بار سایشی 6 و 10 نیوتن و سرعت در حدود 20 سانتی متر بر ثانیه بررسی شده است. یافته ها نشان می دهد که سختی پوشش برای هر دو نوع تقویت کننده، بعد از عملیات حرارتی افزایش یافته است، ولی سختی پوشش حاوی ذرات cnt به دلیل استحکام بالای نانولوله های کربنی، بیشتر از پوشش حاوی ذرات ws2 است. نتایج حاصل از آزمون اصطکاک و سایش نشان می دهد که استفاده از پوشش ni-p-ws2 سبب کاهش ضریب اصطکاک و افزایش روانکاری در مقایسه با پوشش الکترولس ni-p معمولی شده است، در حالی که مقاومت سایشی نیز نسبتا خوب است. پوشش ni-p-cnt نیز در مقایسه با پوشش معمولی ni-p مقاومت سایشی بالاتر و ضریب اصطکاک پایین تر دارد ولی محدوده پایداری ضریب اصطکاک آن کم تر از پوشش حاوی ذرات دی سولفید تنگستن است. بررسی اثر عملیات حرارتی بر خواص تریبولوژیکی پوشش نشان داد که عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتی گراد سبب بهبود خواص سایشی و اصطکاکی برای هر دو پوشش کامپوزیتی شده است.

یکی از روش های ایجاد پوشش های کامپوزیتی وارد کردن ذرات به پوشش های متداول مانند پوشش الکترولس نیکل- فسفر است. به این صورت که رسوب ذرات روانکار جامد به همراه پوشش الکترولس نیکل سبب می شود که زمینه سخت پوشش الکترولس، ذرات روانکار نرم را در بر بگیرد و شرایط مناسب تری را ایجاد کند. در این پژوهش اثر وارد کردن ذرات روانکار دی سولفید تنگستن (ws2) به پوشش الکترولس و تاثیر آن بر خواص اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته است و با تاثیر نانولوله های کربنی (cnt) برخواص تریبولوژیکی پوشش الکترولس نیکل مقایسه شده است. به این منظور ذرات ws2 با غلظت 1، 2، 3، 4 و 5 گرم بر لیتر و ذرات cnt با غلظت 5/1، 2 و 5/2 گرم بر لیتر به پوشش افزوده شدند. هر دو پوشش فوق روی زیرلایه فولاد ساده کربنی ایجاد شدند. مشخصه یابی پوشش توسط پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف نگاری تفکیک انرژی (eds) صورت پذیرفت. پوشش الکترولس کامپوزیتی با هر دو ذره تقویت کننده دارای ساختاری آمورف است که پس از عملیات حرارتی به کریستاله تبدیل می شود؛ پوشش در هر دو حالت با ضخامتی در حدود 20 میکرومتر است. مورفولوژی سطحی پوشش نیز در هر دو حالت به صورت کروی و گل کلمی است. در مورد پوشش حاوی ذرات ws2 مقدار این مناطق و زبری پوشش بیش تر است. بررسی رابطه غلظت ذرات در حمام با درصد ذرات به دام افتاده درون پوشش ها نشان داد که بیشترین مقدار رسوب ذرات برای پوشش ni-p-cnt در غلظت 2 گرم بر لیتر و برای پوشش ni-p-ws2 در غلظت 4 گرم بر لیتر بدست می آید. بررسی سختی پوشش در حالت آمورف و پس از عملیات حرارتی توسط دستگاه میکروسختی ویکرز انجام شده است. خواص تریبولوژیکی پوشش توسط روش پین روی دیسک، در بار سایشی 6 و 10 نیوتن و سرعت در حدود 20 سانتی متر بر ثانیه بررسی شده است. یافته ها نشان می دهد که سختی پوشش برای هر دو نوع تقویت کننده، بعد از عملیات حرارتی افزایش یافته است، ولی سختی پوشش حاوی ذرات cnt به دلیل استحکام بالای نانولوله های کربنی، بیشتر از پوشش حاوی ذرات ws2 است. نتایج حاصل از آزمون اصطکاک و سایش نشان می دهد که استفاده از پوشش ni-p-ws2 سبب کاهش ضریب اصطکاک و افزایش روانکاری در مقایسه با پوشش الکترولس ni-p معمولی شده است، در حالی که مقاومت سایشی نیز نسبتا خوب است. پوشش ni-p-cnt نیز در مقایسه با پوشش معمولی ni-p مقاومت سایشی بالاتر و ضریب اصطکاک پایین تر دارد ولی محدوده پایداری ضریب اصطکاک آن کم تر از پوشش حاوی ذرات دی سولفید تنگستن است. بررسی اثر عملیات حرارتی بر خواص تریبولوژیکی پوشش نشان داد که عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتی گراد سبب بهبود خواص سایشی و اصطکاکی برای هر دو پوشش کامپوزیتی شده است.

ضریب اصطکاک پوشش های نیترید تیتانیم آلومینیم (tialn) مقادیر نسبتاً بالایی گزارش شده است و این امر استفاده از این پوشش را با وجود خواص بی نظیر در کاربردهای اصطکاکی محدود کرده است. بنابراین تحقیق در مورد روش های کاهش اصطکاک پوشش های tialn بسیار حائز اهمیت است تا بتوان از این پوشش در کاربردهای اصطکاکی بهره برد. در پژوهش حاضر در ابتدا خواص تریبولوژیکی پوششtialn و تأثیر عوامل رطوبت، زبری سطح، بار عمودی، سرعت لغزش و درصد آلومینیوم بر ضریب اصطکاک پوشش مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور پوشش های tialn و tin به روش رسوب فیزیکی بخار (فرایند پوشش یونی با منبع تبخیر قوسی) روی فولاد گرمکار که به عنوان زیرلایه در نظر گرفته شد، ایجاد گردید. بررسی خواص پوشش ها توسط پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروآنالیز و نانوسختی سنجی صورت گرفت. خواص اصطکاکی پوشش ها در این تحقیق توسط دستگاه سایش پین روی دیسک در سه سرعت متفاوت و تحت 2 بار عمودی ارزیابی شد. یافته های پژوهش نشان داد که با افزایش رطوبت از 20 درصد به 50 درصد، ضریب اصطکاک پوشش tialn از 4/0 به 7/0 افزایش می یابد. مطالعه سطوح سایش با میکروسکوپ الکترونی نشان داد که انتقال ماده از پین به سطح پوشش در نمونه حاوی آلومینیم کمتر اتفاق می افتد. در پوشش حاوی آلومینیم زیاد به نظر می رسد لایه ای از اکسید آلومینیم مکانیزم سایش را کنترل می کند و سایش چسبان کمتر می شود. بر اساس یافته های این تحقیق می توان گفت که پوشش های tialn در کاربردهای سرعت بالا و دمای بالا پایداری و عمر موثر طولانی تر و ضریب اصطکاک کمتری نسبت به پوشش tin دارند. با افزایش عدد زبری سطح از 2/0 به 9/0 میکرومتر افزایشی در ضریب اصطکاک از 4/0 به 8/0 مشاهده شد. با افزایش بار اعمالی و کاهش سرعت لغزش نیز ضریب اصطکاک افزایش یافت. بررسی اثر ترکیب شیمیایی پوشش بر خواص اصطکاکی مشخص نمود که با افزایش مقدار آلومینیم تا 65 درصد اتمی، ضریب اصطکاک کاهش پیدا می کند ولی در درصدهای اتمی بالاتر، ضریب اصطکاک افزایش می یابد. بنابراین ترکیب شیمیایی بهینه جهت اصلاح ضریب اصطکاک، پوشش با 65/0 درصد اتمی آلومینیم انتخاب شد. جهت بهبود خواص اصطکاکی پوشش tialn، نمونه های پوشش داده شده در 5 دمای 400، 500، 600، 700 و 800 درجه سانتی گراد تحت عملیات حرارتی اکسیداسیون قرار گرفتند. پس از عملیات آنیل مشخص شد که اکسیژن نفوذی به داخل پوشش، وارد شبکه tialn شده و با جانشینی در مکآن های اتم های نیتروژن، محلول جامد tialon تشکیل می دهد. با تشکیل فاز اکسی نیترید، ضریب اصطکاک به طور قابل توجهی افت کرد و در شرایط بهینه (آنیل در دمای 400 درجه) تا مقادیر حدود 2/0 کاهش یافت. در دماهای بالاتر، به دلیل افزایش میکروذرات اکسیدی که با قرار گرفتن در مسیر سایش سبب افزایش سایش خراشان می شوند، ضریب اصطکاک افزایش یافت.

استفاده از آلومینیوم در برخی قطعات باعث افزایش دمای قطعه در حین کار می شود. سختی کم و در پی آن مقاومت به سایش کم این فلز تخریب سریع آن را موجب می شود. پوشش آندایزینگ در شرایط بهینه، با ایجاد یک لایه اکسیدی سخت آلومینا می تواند سختی سطح آلومینیوم را تا ده برابر افزایش دهد و افزایش سختی مقاومت سایشی خوبی را ایجاد می کند، اما زیاد بودن ضریب اصطکاک پوشش آندایز سخت نقطه ضعف بزرگی محسوب می شود. هدف از انجام پژوهش حاضر، کاهش ضریب اصطکاک پوشش اکسید آلومینیوم آندی از طریق نفوذ دادن و سنتز ذرات جامد روانکار پلی تترافلورواتیلن به ساختار و نانو حفرات پوشش ایجاد شده است. پوشش آندایز سخت با تغییر پارامترهای ولتاژ و زمان پوشش دهی تهیه شد. پس از دستیابی به شرایط پوشش آندایز سخت بهینه، لایه روانکار پلی تترافلورواتیلن با مقادیر 15، 20، 25 و ml/l 30 روی سطح پوشش ایجاد شد. در نهایت برای افزایش چسبندگی لایه روانکار، نمونه ها در دمای بهینه عملیات حرارتی شدند. برای ارزیابی و مشخصه یابی پوشش ها آزمون پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (fesem) و طیف نگار تفکیک انرژی (eds) از سطح پوشش های ایجاد شده تهیه شدند. یافته ها نشان داد که اندازه حفرات ایجاد شده در گستره nm 16-5 است که سختی زیاد پوشش را سبب می شود. عملیات حرارتی برای افزایش چسبندگی لایه روانکار در دمای °c 400 انجام گرفت. تغییرات سختی، مدول الاستیک و تافنس شکست توسط میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) انجام شد. نتایج حاکی از افزایش شدید سختی و مدول الاستیک، کاهش تافنس شکست پوشش آندایز سخت در نتیجه عملیات حرارتی بود. برای بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش، آزمون سایش در بار کم با استفاده از پین با جنس فولاد بلبرینگaisi 52100 انجام شد. برای بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش ها در دمای بالاتر، آزمون سایش در دو دمای °c 150 و °c 300 انجام گرفت. کاهش وزن نمونه و پین سایشی برای هر آزمون محاسبه شده و تاثیر دما روی میزان سایش پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش مقدار فاز روانکار در دمای محیط باعث بهبود رفتار روانکاری پوشش می شود، در حالی که در دمای بالا افزایش مقدار روانکار نتیجه مطلوبی ندارد. در دمای محیط بهترین رفتار روانکاری از نمونه حاوی ml/l 30 مشاهده شد، ولی در دمای بالا بهترین رفتار روانکاری توسط نمونه حاوی ml/l 20 روانکار مشاهده شد. سطوح سایشی نمونه و پین توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفتند.

در این تحقیق، پوشش های الکترولس ni-p بر روی زیرلایه al5083 ایجاد شدند و تأثیر زمان پوشش دهی، زبری سطح زیرلایه، دمای عملیات حرارتی و زمان عملیات حرارتی بر روی مورفولوژی، درصد فسفر ، ساختار، میکروسختی، چسبندگی و رفتار خوردگی این پوشش ها در محلول wt.% nacl 5/3 مورد بررسی قرار گرفت. عملیات حرارتی این پوشش ها در محدوده دمایی 200 تا 400 درجه سانتی گراد و به مدت 1 تا 4 ساعت انجام گردید. مورفولوژی سطح همه پوشش ها، یک طرح کروی به همراه یک ساختار گل کلمی شکل را نشان می دهد. با افزایش ضخامت پوشش های الکترولس، درصد فسفر سطح پوشش ها کاهش یافته ولی از میزان تخلخل آنها کاسته می شود و مقاومت به خوردگی آنها افزایش می یابد. همچنین مقاومت به خوردگی پوشش های ایجاد شده روی سطح صاف زیرلایه در مقایسه با سطح زبر، بیشتر می باشد. مشخصات ساختاری پوشش ها توسط آنالیز اشعه ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. پوشش اولیه، بازتاب های پهنی از پرتو ایکس را که بیان کننده یک ساختار نیمه آمورف است از خود نشان می دهد. عملیات حرارتی، فاز آمورف را کاهش می دهد و فازهای تعادلی نهایی، کریستال های ni3p و ni با اندازه دانه هایی در حد نانومتر هستند. نتایج آزمایش میکروسختی ویکرز نشان داد که ماکزیمم سختی برای نمونه هایی که در دمای °c 400 و به مدت یک ساعت عملیات حرارتی شدند حاصل می شود. دلیل این امر، تشکیل فاز پایدار بین فلزی ni3p در این دما می باشد که باعث رسوب سختی می گردد. بررسی رفتار خوردگی پوشش های عملیات حرارتی شده در دماهای مختلف و زمان یک ساعت نشان داد که تا دمای °c 240، مقاومت به خوردگی افزایش و سپس در دماهای بالاتر کاهش می یابد. عملیات حرارتی در °c 400 منجر به کریستاله شدن فاز آمورف و افزایش تعداد مرزدانه های موجود که بسیار مستعد به خوردگی هستند می شود و در نتیجه، مقاومت به خوردگی را به شدت کاهش می دهد. همچنین از بررسی رفتار خوردگی پوشش های عملیات حرارتی شده در دماهای °c 240 و °c 320 و به مدت زمان های طولانی تر از یک ساعت مشخص گردید که تا زمانی که فاز بین فلزی ni3p تشکیل نشود با افزایش زمان عملیات حرارتی، کاهش قابل توجهی در مقاومت به خوردگی مشاهده نمی گردد. برای ارزیابی میزان حساسیت پوشش های الکترولس ni-p به خوردگی موضعی، از روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک سیکلی استفاده گردید. منحنی های تمام پوشش های الکترولس مورد مطالعه، یک حالت هیزترزیس مثبت را از خود نشان دادند. بنابراین می توان گفت که فیلم پسیو ایجاد شده روی سطح پوشش های الکترولس، پس از اینکه دچار شکست شود قادر به ترمیم کردن خود و جلوگیری از ایجاد حفره ها و نفوذ آنها به داخل پوشش نخواهد بود و رشد این حفره ها ادامه خواهد یافت. جهت ارزیابی چسبندگی پوشش های الکترولس به زیرلایه، از آزمون خمش طبق استاندارد astm b 571-97 استفاده گردید و مشخص شد که تمام پوشش های مورد مطالعه، در ناحیه خمش، پوسته نگردیده و از زیرلایه آلومینیمی جدا نشدند (حتی با استفاده از جسم تیز و اعمال نیرو) که این نشان دهنده چسبندگی مطلوب این پوشش ها به زیرلایه می باشد.

در این تحقیق فرآیند رسوب، خواص، ریز ساختار و رفتار تریبولوژی پوشش های کامپوزیتی الکترولس ni-p-ptfe بدست آمده از روش غیر شناوری با هدف بهبود مقاومت سایشی و کاهش ضریب اصطکاک پوشش های الکترولس ni-p مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. به منظور ایجاد پوشش کامپوزیتی مذکور به روش غیر شناوری از دو روش اسپری و برس کردن (brushing) ذرات ptfe استفاده شد. بدین ترتیب که، در روش اسپری ابتدا سطح نمونه هایی از فولاد ck45 در معرض پاشش اسپری ptfe قرار گرفته و پس از آن جهت ایجاد پوشش کامپوزیتی ni-p-ptfe وارد حمام الکترولس شده و تا رسیدن به ضخامت مطلوب درون حمام نگه داشته شدند. در روش برس کردن، سطح نمونه ها با سوسپانسیون 15، 30، 45، 60، 75 در صد حجمی ptfe برس شده و پس از آن به منظور ایجاد رسوب ni-p و تهیه پوشش کامپوزیتی ni-p-ptfe وارد حمام شدند. در نهایت تاثیر زمان اسپری ptfe بر سطح و یا غلظت سوسپانسیون برس شده بر میزان ptfe موجود در پوشش، تاثیر عملیات حرارتی بر سختی پوشش، تاثیر مقدار ptfe بر سختی پوشش و تاثیر سرعت و زمان پوشش دهی بر مورفولوژی و ضخامت پوشش های کامپوزیتی بدست آمده از دو روش فوق مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت، که در طی آن از روش ها و تجهیزاتی چون sem, xrd, edax، میکروسکوپ نوری، سیستم آنالیز تصویری و میکروسختی سنجی استفاده گردید. جهت بررسی رفتارتریبولوژیک پوشش ها از آزمایش سایش بین بر روی دیسک استفاده شد. آزمایش ها در شرایط خشک و تحت بار اعمالی 1 تا 3 کیلو گرم و باسرعت لغزشی m/s 0/1 انجام شدند. جهت بهبود سختی و مقاومت سایشی پوشش های کامپوزیتی و همچنین با توجه به دمای ذوب ptfe فرآیند عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمکای 350 درجه سانتی گراد بر روی نمونه ها اعمال شد. نتایج نشان دادند در بارهای اعمالی پایین، پوشش کامپوزیتی الکترولس ni-p-ptfe بدست آمده از برس کردن سوسپانسیون 75 درصد حجمی ptfe بهترین خواص را از لحاظ مقاومت به سایش و کاهش در ضریب اصطکاک از خود نشان می دهد. همچنین دیده شد که افزایش بار اعمالی باعث کاهش مقاومت سایشی پوشش های کامپوزیتی گردید، که به همین علت پوشش های مذکور به منظور کاربرد در بارهای بالا توصیه نمی شوند.

هدف از این تحقیق بهینه کردن فرآیند پوشش دهی الکترولس نیکل-فسفر با عملیات حرارتی آن روی پایه آلیاژ آلومینیوم 7075 کار شده بوده است. تاثیر فاکتورهای همچون عملیات حرارتی در دماها و زمان های مختلف، ضخامت پوشش و آماده سازی سطح نظیر ایجاد لایه میانی توسط پوشش روی و عملیات ماسه پاشی بر رور خواص مهندسی مجموعه پوشش و پایه از جمله چسبندگی، سختی و مقاومت سایشی، بارپذیری، میزان کریستالیزاسیون پوشش از حالت آمورف مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی نتایح از تجهیزات همچون edax, xrd, sem، میکروسکوپ نوری، سختی سنج میکرو و برای انجام مطالعات سایشی از روش بین روی دیسک استفاده گردید. نتایج چنین نشان دادندکه اگر جه در دماهای بالای عملیات حرارتی، سختی بیشتری حاصل می شود، ولی برای رسیدن به چسبندگی مناسب بین پوشش و زیر لایه و حفظ بارپذیری پایه آلومینیومی آلیاژ 7075 کار شده، محدوده دمایی 300 درجه سانتی گراد مناسب می باشد. قطعات عملیات حرارتی شده در دمای 300c و به مدت 9 ساعت بهترین چسبندگی و مقاومت سایشی را از خود نشان دادند. آزمون چسبندگی بر روی نمونه های با شرایط آماده سازی متفاوت نشان دادند که ایجاد پوشش zn و عملیات ماسه پاشی، تا حد زیادی موجب افزایش میزان چسبندگی پوشش به زیر لایه می گردد و همچنین رفتار سایشی نمونه ها به سمت شرایط مطلوب تری می رود. مطالعات روی پوشش الکترولس نیکل-فسفر با ضخامت های مختلف، نشان داد که ضخامت بهینه جهت رسیدن به خواص سایشی مطلوب و سختی بالا، ضخامت های نزدیک به 50 میکرون می باشد. در دماهای عملیات حرارتی 150، 200، 250 و 300 درجه سانتی گراد و زمان یک ساعت، هیچ ساختار کریستالی در پوشش الکترولس نیکل-فسفر مشاهده نگردید و لی در مورد دمای 300 درجه سانتی گراد و زمان های بالا نظیر زمان های 9، 16، ساعت ایجاد ساختار کریستالی همراه با فاز ni3p محرز گردید. در دماهای 350، 400، 450، و 500 درجه سانتی گراد و زمان یک ساعت درصد فاز کریستالی در پوشش افزایش یافت و نتایج نشان دادند در ایجاد فاز کریستالی دمای عملیات حرارتی دارای نقش بیشتری نسبت به زمان عملیات می باشد.مطالعات بر روی الگوی تفرق، اندازه دانه های کریستال به دست آمده از شرایط آمورف را در محدوده نزدیک به 30 نانومتر نشان داد.

پوشش های روانگر جامد از جمله فلزات که به روش رسوب فیزیکی بخار اعمال می شود در صنایع هوایی کاربر فراوانی دارد فلزات نرم مانند سرب و قلع به صورت پوشش های نازک وقتی بین دو سطح سخت در حال لغزش قرار می گیرند به دلیل استحکام برشی کم می توانند روانکار خوبی باشند در این پژوهش هایی از سرب و قلع به روش تبخیر در در خلا و رسوب یونی روی فولاد سخت شده ایجاد شد و تاثیر پارامترهای مختلف رسوب فیزیکی بخار (چگالی جریان کاتدی فشار محفظه) بر ضریب اصطکاک عمر سایشی و ساختار پوشش ارزیابی گردید ضریب اصطکاک از طریق آزمون پین روی دیسک اندازه گیری شد و ساختار پوشش ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد نتایج آزمایش ها نشان داد پوشش های ایجاد شده سبب کاهش ضریب اصطکاک می شوند پوشش های رسوب یونی به دلیل چسبندگی بهتر نسبت به پوشش های تبخیر در خلا روانکاری بهتری ایجاد می کنند پوشش سرب نیز به دلیل برش آسان ضریب اصطکاک کمتری دارد شدت پلاسما از طریق افزایش فشار گازآرگون در محفظه پوشش دهی و ولتاژ اعمالی به زیر لایه افزایش داده شد و آزمون روانکاری نشان داد افزایش پلاسما از طریق افزایش ولتاژ اعمال به زیر لایه سبب افزایش عمر سایشی پوشش سرب می شود. تاثیر ضخامت پوششی برای روانکاری پوشش های سرب ارزیابی شد و نتایج نشان داد با افزایش ضخامت پوشش ضریب اصطکاک و عمر سایشی افزایش می یابد در حالیکه پوشش های نازکتر (2-1 میکرومتر) ضریب اصطکاک و نرخ سایش کمتری دارند پوشش های آلیاژی با ترکیب اسمی pb-30%snو pb-10%sn از طریق رسوب یونی ایجاد شد و مورفولوژی و روانکاری آن ها ارزیابی گردید مقایسه لایه ها نشان داد خواص روانکاری پوشش های آْیاژی یاد شده بین پوشش های آلیاژی یاد شده بین پوشش های یاد شده بین پوشش های یونی سرب و قلع خالص قرار دارد. تاثیر زمان پراکنش اولیه بر پارامتر بافت و مورفولوژی پوشش تبخیر در خلا قلع ارزیابی گردید که نشان دهنده تغییرات بافت و مورفولوژی سطح پوشش با تغییرات زمان پراکنش اولیه بود. زمان پراکنش اولیه از صفر تا 25 دقیقه داده شد و نتایج حاصل از مقایسه مقادیر نرماله شده شدت پیک های xrd نشان داد برای زمان های صفر و 5 دقیقه پراکنش اولیه صفحات (220) و (420) مرجع هستند و برای زمان 15 دقیقه تنها صفحه (200) مرجح است در حالیکه زمان بالاتر پراکنش اولیه سبب ایجاد بافت تصادفی می شود آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول naci %3/5 نشاندهنده مقاومت خوردگی بالاتر نمونه هایی است که بافت مرجح دارند در این پوشش قلع با بافت (200) کمترین نرخ خوردگی را نشان داد.

در این تحقیق علل و مکانیزم های تخریب زود هنگام لوله های تشعشعی کوره آنیل پیوسته شرکت فولاد مبارکه - از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 601 - بررسی شده است . مشاهدات نشان داد که نواحی تخریب در این لوله ها اکثراً مشابه است اما از نظر میزان و نحوه تخریب متفاوت هستند.مطالعات ریز ساختاری نشان دادکه با نزدیک شدن به ناحیه تخریب مقدار و اندازه رسوبات کاربیدی در مرزدانه ها و در زمینه آستنیتی افزایش یافته و در ناحیه مجاور منطقه تخریب رسوبات کاربیدی با یک شبکه پیوسته در مرز دانه ها مشاهده شد. ساختار اخیر نتیجه قرار گیری این ناحیه بمدت طولانی در دمای بیش از حد (c°1150-1050) می باشد .این ساختار باعث ترد شدن آلیاژ و مستعد شدن به ترک خوردگی در امتداد رسوبات می گردد. در این شرایط چگونگی گسترش ترک های خزشی اهمیت پیدا می کند. بنابراین درادامه این مطالعه پس از بررسی های اولیه، ترکهایی در نمونه تهیه شده از ناحیه مجاور به منطقه تخریب، توسط دستگاه اریکسن ایجاد شد و نحوه پیشرفت ترک ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین سطح شکست بدست آمده از آزمون کشش نمونه سالم نیز مطالعه شد. برای ارزیابی توزیع سختی، از آزمایش ریزسختی سنجی استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که ترک ها در امتداد رسوبات مرزدانه ای گسترش یافته اند. با این وجود سطح شکست نمونه سالم نشان دهنده شکست نرم ماده می باشد. نتایج ریزسختی سنجی نیز اختلاف زیاد بین زمینه و رسوبات را نشان می دهد. این حالت منجر به گسترش ترک در امتداد رسوبات سخت موجود در زمینه نرم می گردد.همچنین با استفاده از شبیه سازی ،تاثیر افزایش دما بر تغییر شکل، جابجایی و همچنین میزان گستردگی ناحیه مستعد به تخریب در شرایط کاری ، نیزبررسی شد . نتایج شبیه سازی نشان دهنده آن است که ناحیه تخریب شده در لوله های تشعشعی مستعد به خزش دمای بالا است.علاوه بر این، مطا بق طراحی فعلی خمش لوله های تشعشعی به علت وزن ، در شرایط کاری اجتناب ناپذیر می باشد . تخریب لوله عمدتا درنتیجه خزش و ایجاد خمش در طول لوله و اکسیداسیون دمای بالا ، اتفاق می افتد. اما با توجه به مقاومت بالای سوپر آلیاژ اینکونل 601 در برابر عوامل یاد شده می توان گفت ، شروع زود هنگام تخریب و پیشرفت سریع آن در اثر عیوب طراحی ،ایجاد تغییر شکل پلاستیک( در حالت گرم) وخزش تسریع یافته ، می باشد.

در این تحقیق ابتدا با کنترل پارامترهای اساسی نظیر دما، غلظت حمام و مقدار کاربید، پوشش بهینه نیکل-بور-کاربید سیلیسیم بر پوشش الکترولس نیکل با مقدار فسفر بالا روی زیرلایه ای از جنس فولاد ساده کربنی (ck45) ایجاد و سپس به بررسی تاثیر sic بر خواص پوشش الکترولس کامپوزیتی نیکل-بور- sicپرداخته شد. هم چنین به منظور مشخص نمودن تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص حاصل، پوشش ها در دماهای 350، 450 و 550 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت در کوره قرار داده شده و سپس در کوره سرد شدند. پوشش های دولایه معمولی و عملیات حرارتی شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، پراش پرتو ایکس (xrd)، میکرو آنالیز (eds) و متالوگرافی ارزیابی ریزساختاری و ریزسختی سنجی شده، و رفتار خوردگی و سایشی در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر عملیات حرارتی و افزودن ذرات sic به پوشش رویی بر ضریب اصطکاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد با انجام عملیات حرارتی پوشش به مدت 1 ساعت در دمای 450 درجه سانتیگراد، ساختار آمورف آن به نانوکریستالی تبدیل شده و این امر باعث افزایش ریزسختی پوشش ها به میزان 1288 ویکرز شد. نتایج آزمون سایش و کاهش وزن نمونه ها نشاد داد که پوشش عملیات حرارتی شده در دمای 450 درجه سانتیگراد دارای بیشترین مقاومت سایشی می باشد به طوری که میزان کاهش وزن پس از 1000 متر مسافت لغزش 2/6 میلی گرم اندازه گیری شد. اندازه گیری ضریب اصطکاک پوشش ها نشان داد که با افزودن کاربید سیلیسیم در پوشش، ضریب اصطکاک پوشش ها افزایش یافته و عملیات حرارتی تاثیری بر ضریب اصطکاک ندارد.

در این پژوهش فرایند تأثیر خزش بر میکروساختار فولاد ساده کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. پوسته کوره قوس فولاد سبا دارای شرایط ویژه ای است. از آن جمله می توان به مناطق داغ اشاره کرد که به خاطر نزدیکی به الکترودها تحت تنش و دمای بالاتری نسبت به مناطق دیگر قرار دارند. این سه ناحیه از پوسته دمای بالاتری دارند و تغییر فرم بیشتری یافته اند. تحولات میکروساختاری در اثر پدیده خزش شامل تغییر و تحول میکروساختارفولاد، جوانه زنی و رشد میکروحفره می باشد که باعث ایجاد ترک در ساختار شده است. تغییر و تحول میکروساختار در جهت کاهش انرژی آزاد سیستم می باشد و شامل کروی شدن، تشکیل کاربیدهای آلیاژی و جوانه زنی و رشد دانه های جدید فریتی می باشد. تشکیل ترک از میکروحفره ها بر اساس نمودار خزش در مرحله دوم به علت افت استحکام پوسته، به یکباره جوانه زنی حفره ها رشد کرده و پوسته دچار شکست می شود. بر این اساس از میکروسکوپ الکترونی و نوری و همچنین بررسی خواص مکانیکی با استفاده از تست کشش، ریزسختی و تست ضربه برای مقایسه اثر تغییر ساختار خزش با حالت اولیه استفاده شد. تغییرات ساختاری مشاهده شده شامل زمینه پیوسته فریتی با کاربیدهای کروی شده سمنتیت می باشد که انداز گیری های به عمل آمده نشان می دهد در اثر تغییر ساختار حاصله استحکام و سختی در نمونه افت کرده و چون ساختار انعطاف پذیری بالایی دارد انرژی شکست افزایش یافته است. نتایج عملیات حرارتی نشان دهنده بهبود خواص مکانیکی بوده و این به علت بازیابی ساختار فولاد پوسته می باشد.

الیاف کربن به دلیل دارا بودن ویژگی های منحصربه فرد، به عنوان گزینه مناسبی برای تقویت کامپوزیت های زمینه فلزی به شمار می-روند. در این پژوهش کامپوزیت ریختگی زمینه آلیاژ آلومینیم a413، تقویت شده با الیاف کوتاه کربن، با استفاده از ترکیبی از فرایند ریخته گری گردابی وکوبشی تولید شد. در ادامه تاثیر اعمال فشار، درصد حجمی الیاف و پوشش الیاف بر چگالی و تخلخل، توزیع تقویت کننده، خواص مکانیکی، هدایت الکتریکی و خواص سایشی کامپوزیت های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور پوشش دهی الیاف کربن، از روش الکترولس نیکل-فسفر استفاده و تاثیر افزودن غلظت های مختلف سورفکتانت pva به حمام الکترولس، بر یکنواختی پوشش اعمالی بر الیاف کربن بررسی گردید. غلظت بهینه pva در حمام g/lit 0/5 تشخیص داده شد. اعمال فشار بر مذاب، باعث افزایش چگالی نمونه ها و کاهش تخلخل آنها می شود. همچنین با افزایش درصد الیاف کربنی به ساختار، چگالی نمونه ها کاهش و تخلخل آنها افزایش یافت. پوشش دادن الیاف کربن منجربه افزایش چگالی و کاهش درصد تخلخل شد. نتایج به دست آمده حاکی از توزیع عمدتاً دسته ای الیاف در ساختار برای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بدون پوشش است که عدم اعمال فشار بر مذاب منجر به عدم نفوذ و اعمال فشار باعث نفوذ مذاب در بین دسته های الیاف می شود. استفاده از الیاف پوشش داده شده به همراه اعمال فشار بر مذاب در فرایند ریخته گری منجر به دستیابی به توزیع یکنواخت الیاف در زمینه می گردد. در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بدون پوشش و بدون فشار، با افزایش درصد تقویت کننده، افت خواص مکانیکی و خواص سطحی مشاهده شد. نتایج نشان می-دهد، در کامپوزیت های تولید شده تحت شرایط اعمال فشار بر مذاب و الیاف بدون پوشش تا 2درصد حجمی الیاف، خواص مکانیکی بهبود یافته و با افزودن 3 درصد افت خواص رخ می دهد. در حالی که در کامپوزیت تقویت شده با 3 درصد حجمی الیاف دارای پوشش و منجمدشده همراه با اعمال فشار، استحکام بیش از دو برابر و سختی نزدیک به دو برابر نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی منجمد شده بدون اعمال فشار افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون سایش نشان از افت خواص سایشی در شرایط بدون فشار و بهبود خواص سایشی در حضور الیاف کربنی و تحت فشار دارد. نتایج اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان دهنده کاهش رسانایی الکتریکی نمونه های کامپوزیتی نسبت به نمونه های مشابه غیرکامپوزیتی است.

الیاف کربن به دلیل دارا بودن ویژگی¬های منحصربه¬فرد، به عنوان گزینه مناسبی برای تقویت کامپوزیت¬های زمینه فلزی به شمار می-روند. در این پژوهش کامپوزیت ریختگی زمینه آلیاژ آلومینیم a413، تقویت شده با الیاف کوتاه کربن، با استفاده از ترکیبی از فرایند ریخته¬گری گردابی وکوبشی تولید شد. در ادامه تاثیر اعمال فشار، درصد حجمی الیاف و پوشش الیاف بر چگالی و تخلخل، توزیع تقویت¬کننده، خواص مکانیکی، هدایت الکتریکی و خواص سایشی کامپوزیت¬های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور پوشش¬دهی الیاف کربن، از روش الکترولس نیکل-فسفر استفاده و تاثیر افزودن غلظت¬های مختلف سورفکتانت pva به حمام الکترولس، بر یکنواختی پوشش اعمالی بر الیاف کربن بررسی گردید. غلظت بهینه pva در حمام g/lit 5/0 تشخیص داده شد. اعمال فشار بر مذاب، باعث افزایش چگالی نمونه¬ها و کاهش تخلخل آنها می¬شود. همچنین با افزایش درصد الیاف کربنی به ساختار، چگالی نمونه¬ها کاهش و تخلخل آنها افزایش یافت. پوشش دادن الیاف کربن منجربه افزایش چگالی و کاهش درصد تخلخل شد. نتایج به دست آمده حاکی از توزیع عمدتاً دسته¬ای الیاف در ساختار برای کامپوزیت¬های تقویت¬شده با الیاف بدون پوشش است که عدم اعمال فشار بر مذاب منجر¬به عدم نفوذ و اعمال فشار باعث نفوذ مذاب در بین دسته¬های الیاف می¬شود. استفاده از الیاف پوشش¬داده شده به همراه اعمال فشار بر مذاب در فرایند ریخته¬گری منجر به دستیابی به توزیع یکنواخت الیاف در زمینه می¬گردد. در کامپوزیت¬های تقویت شده با الیاف بدون پوشش و بدون فشار، با افزایش درصد تقویت¬کننده، افت خواص مکانیکی و خواص سطحی مشاهده شد. نتایج نشان می-دهد، در کامپوزیت¬های تولید شده تحت شرایط اعمال فشار بر مذاب و الیاف بدون پوشش تا 2درصد حجمی الیاف، خواص مکانیکی بهبود یافته و با افزودن 3 درصد افت خواص رخ می¬دهد. در حالی¬که در کامپوزیت تقویت شده با 3 درصد حجمی الیاف دارای پوشش و منجمدشده همراه با اعمال فشار، استحکام بیش از دو برابر و سختی نزدیک به دو برابر نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی منجمد شده بدون اعمال فشار افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون سایش نشان از افت خواص سایشی در شرایط بدون فشار و بهبود خواص سایشی در حضور الیاف کربنی و تحت فشار دارد. نتایج اندازه¬گیری مقاومت الکتریکی نمونه¬ها نشان¬دهنده کاهش رسانایی الکتریکی نمونه¬های کامپوزیتی نسبت به نمونه¬های مشابه غیرکامپوزیتی است.

دراین پژوهش ریزاتصال¬های حاصل از پرتوهای پرانرژی بر وروق¬های فوق¬نازک feco-v مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. آلیاژهای feco-v علاوه بر داشتن مغناطش اشباع بسیار بالا، دارای خواص جذابی چون دمای کوری بالا، نفوذپذیری مغناطیسی خوب، چگالی شار مغناطیسی بسیار عالی و به ویژه انعطاف¬پذیری بسیار عالی می¬باشند. این آلیاژها در اثر عملیات حرارتی و تحمیل چرخه¬های گرم و سرد شدن مختلف، دستخوش استحاله¬های گوناگون از قبیل استحاله¬های آلوتروپیک، منظم شدن و رسوب¬گذاری ذرات فاز دوم می¬شوند که هر یک از این استحاله¬ها خواص مکانیکی و فیزیکی آلیاژ را با تغییرات زیادی روبرو می¬کند،که بعضا نامطلوب و ناخواسته هستند. با توجه به استحاله¬های متعددی که در آلیاژهای مذکور رخ می¬دهد، و همچنین لزوم استفاده از آنها به صورت ورق¬های فوق¬نازک با هدف به حداقل رساندن اتلافات ناشی از جریان¬های گردابی، جوشکاری آنها با چالش¬های گسترده¬ای از قبیل تغییرات نامطلوب خواص مکانیکی و فیزیکی و ترک خوردن انجمادی روبرو می¬باشد. مطالعات نشان می¬دهد که اتصال این آلیاژ توسط فرایندهای پیشرفته جوشکاری نظیر جوشکاری توسط پرتوهای پرانرژی، می¬تواند تغییرات مضر و ناخواسته خواص را به حداقل برساند. در این پژوهش، اثر فرایندهای جوشکاری توسط پرتوهای پرانرژی بر تغییرات ریزساختاری، مشخصه¬های مرزدانه، خواص مغناطیسی و مکانیکی در مناطق مختلف اتصال با هدف ارتقای کیفیت اتصال و بهینه¬سازی خواص مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، فویل¬هایی با ضخامت 50 میکرومتر توسط دستگاه جوشکاری لیزر ضربانی nd:yag و دستگاه جوشکاری پرتو الکترونی به یکدیگر جوش داده شدند. به منظور مطالعه تحولات ریزساختاری، بازرسی سطوح مهره جوش و همچنین شکست¬نگاری مقاطع شکست اتصالات از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به تفنگ نشر میدانی (fesem) استفاده شد. به علاوه، در این پژوهش از آنالیز تفرق الکترون¬های برگشتی (ebsd) به منظور انجام مطالعات فازی، ویژگی¬های مرزدانه و تحلیل تنش در مناطق محتلف اتصال بهره گرفته شد. جهت تعیین مولفه¬های بافت و بررسی استحاله¬های فازی با هدف تفسیر برخی از تحولات مربوط به خواص مغناطیسی و مکانیکی و همچنین ارزیابی خواص مغناطیسی نواحی مختلف اتصال به ترتیب از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (xrd) و مغناطومتری نمونه ارتعاشی (vsm) استفاده شد. آزمون کشش نیز جهت ارزیابی استحکام شکست فویل¬های جوشکاری شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آنالیز ebsd نشان می¬دهد که میانگین کسر مرزدانه¬های ویژه در فلز پایه در حدود 94/3% بوده که این مقدار در مرکز فلز جوش نمونه¬های جوشکاری شده توسط پرتو لیزر و پرتو الکترونی به ترتیب به حدود 25/14% و 49/11% افزایش می¬یابد. دلایل مختلفی برای افزایش کسر مرزدانه-های ویژه پیشنهاد می¬شود که تغییر شکل سریع در اثر ایجاد تنش¬های پسماند از مهم¬ترین آنها می¬باشد

در پژوهش حاضر خواص سطحی انواع پوشش های الکترولس تک لایه و هیبریدی نیکل- فسفر/ نیکل- بور با هدف بهینه سازی خواص تریبولوژیکی آن¬ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ایجاد پوشش از زیرلایه هایی از جنس فولاد زنگ نزن مارتنزیتی گروه 410 که از جمله فولادهای پرمصرف در صنایع نیروگاهی و نفت هستند، استفاده گردید. جهت ایجاد پوشش های تک لایه نیکل- فسفر که شامل پوشش های کم فسفر، فسفر متوسط و فسفر بالا هستند از حمام اسیدی استفاده شد و با تغییر ph حمام در محدوده 4/3 تا 6/9 پوشش های ذکر شده با ضخامت حدود 30 میکرومتر روی زیرلایه اعمال گردیدند. همچنین جهت ایجاد پوشش تک لایه نیکل- بور از حمام بازی با ph حدود 13 استفاده شد و این پوشش نیز با ضخامت حدود 30 میکرومتر روی زیرلایه ایجاد گردید. به منظور ایجاد پوشش های هیبریدی، ابتدا زیرلایه هایی که فرایند آماده سازی سطحی روی آن ها انجام گرفته است، داخل حمام الکترولس نیکل- فسفر شدند و بعد از رسیدن به ضخامت تقریبی 20 میکرومتر داخل حمام استریک نیکل جهت بهبود چسبندگی پوشش نیکل- بور به لایه میانی گردیدند و در انتها داخل حمام الکترولس نیکل- بور تا رسیدن به ضخامت تقریبی 10 میکرومتر شدند. عملیات حرارتی در دمای 400?c به مدت 1 ساعت روی تمامی پوشش ها نیز انجام پذیرفت تا خواص تریبولوژیکی پوشش ها در حالت های خام و عملیات حرارتی شده مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. خواص سطحی مورد بررسی شامل مورفولوژی، زبری، سختی، سایش و ضریب اصطکاک پوشش ها می باشد که در طی آن از تجهیزات میکروسکوپ الکترونی روبشی، دستگاه پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری، سختی سنج ویکرز، زبری سنج و دستگاه آزمون سایش پین روی دیسک استفاده گردید. نتایج ارزیابی مورفولوژی پوشش های نیکل- فسفر نشان داد که پوشش با درصد فسفر بالا دارای مورفولوژی کوچکتر و زبری کمتری در مقایسه با پوشش های با درصد فسفر متوسط و پایین است. همچنین نتایج، دربرگیرنده شباهت مورفولوژی پوشش نیکل- بور با پوشش های نیکل- فسفر است اما پوشش نیکل- بور به دلیل نرخ رسوب دهی بالا تخلخل و زبری نسبتا بیشتری دارا می باشد. عملیات حرارتی روی پوشش های الکترولس نیکل- فسفر و نیکل- بور منجر به افزایش سختی و مقاومت به سایش پوشش و کاهش ضریب اصطکاک شد. به طوری که پوشش فسفر بالا عملیات حرارتی شده بالاترین سختی (حدود 1010 ویکرز) و مقاومت به سایش و کمترین ضریب اصطکاک (حدود 0/44) را از میان پوشش های تک لایه نیکل- فسفر در شرایط خام و عملیات حرارتی شده به دست آورد. در رابطه با پوشش های تک لایه نیکل- بور نیز پوشش بور عملیات حرارتی شده بالاترین سختی (حدود 1130 ویکرز) و مقاومت به سایش و کمترین ضریب اصطکاک (حدود 0/4) را از میان پوشش های تک لایه نیکل- بور در شرایط خام و عملیات حرارتی شده به دست آورد. نتایج مورفولوژی پوشش های هیبریدی نیز نشان داد پوشش هیبریدی نیکل- فسفر بالا/ نیکل- بور دارای مورفولوژی ریزتر و زبری کمتری در مقایسه با پوشش هیبریدی نیکل- فسفر متوسط/ نیکل- بور و پوشش هیبریدی نیکل- فسفر پایین/ نیکل- بور است. همچنین پوشش نیکل- فسفر پایین/ نیکل- بور با وجود شیب سختی کمتر نسبت به سایر پوشش های هیبریدی از سختی و مقاومت به سایش کمتری برخوردار است. از میان پوشش های الکترولس هیبریدی در شرایط خام و عملیات حرارتی شده، پوشش الکترولس نیکل- فسفر بالا/ نیکل- بور بالاترین سختی (حدود 1320 ویکرز) و مقاومت به سایش و کمترین ضریب اصطکاک (حدود 0/37) را به دست آورد. نتایج کاهش وزن پوشش الکترولس نیکل- فسفر بالا/ نیکل- بور عملیات حرارتی شده به عنوان بهترین پوشش هیبریدی نشان از بهبود حدود 85 درصدی مقاومت به سایش آن در مقایسه با پوشش الکترولس نیکل- بور عملیات حرارتی شده به عنوان بهترین پوشش تک لایه دارد. بنابراین پوشش الکترولس نیکل- فسفر بالا/ نیکل- بور به عنوان بهترین پوشش از نظر خواص تریبولوژیکی از میان پوشش های تک لایه و هیبریدی انتخاب گردید.

نانولوله های کربنی (cnts) به دلیل دارا بودن استحکام بسیار بالا و ساختار لوله ای شکل منحصر به فرد، به عنوان موادی ایده آل جهت ساخت برخی از انواع کامپوزیت ها شناخته شده اند. در این پژوهش پوشش کامپوزیتی ni-p-cnt حاوی درصدهای مختلف cnt با استفاده از روش الکترولس بر روی زمینه مسی رسوب داده شد و اثر درصد مشارکت cnt در پوشش و همچنین دمای عملیات حرارتی بر روی خواص مکانیکی، رفتار خوردگی و تریبولوژیکی پوشش مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور با استفاده از حمام های آبکاری الکترولس حاوی غلظت های 5/0، 1، 5/1، 2و 5/2 گرم بر لیتر نانولوله کربنی به ترتیب پوشش هایی حاوی 2/3، 6/5، 1/6، 11 و 7/8 درصدوزنی نانولوله کربنی بدست آمد. مشخصه یابی پوشش ها به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف نگاری تفکیک انرژی (eds) صورت پذیرفت. نتایج، رسوب پوششی نیمه آمورف با ساختاری گل کلمی شکل به ضخامت ?m 30 را نشان داد. نانولوله ها در پوشش از توزیع یکنواختی برخوردار بوده و عملیات حرارتی سبب کریستالیزاسیون پوشش و رسوب فاز سخت فسفید نیکل (ni3p) در زمینه نیکلی شده است. در ادامه با استفاده از یک دستگاه میکروسختی سنج، سختی پوشش های حاصل در دو حالت پیش و پس از عملیات حرارتی اندازه گیری شد و اثر درصد مشارکت نانولوله ها در پوشش و دمای عملیات حرارتی بر سختی پوشش ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج سختی سنجی نشان داد که غلظت 2 گرم بر لیتر نانولوله کربنی در حمام آبکاری و عملیات حرارتی به مدت 5/1 ساعت در دمای 400 درجه سانتی گراد به ترتیب به علت درصد مشارکت بالای نانولوله ها در پوشش و رسوب فاز سخت ni3p بالاترین سختی را سبب می شوند. رفتار خوردگی پوشش ها در محیط 5/3 درصدوزنی کلریدسدیم با استفاده از آزمون پلاریزاسیون تافل و روش طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (eis) مورد ارزیابی قرار گرفت. با بررسی اثر غلظت cnt در حمام آبکاری بر روی رفتار خوردگی پوشش ها مشخص شد که پوشش حاصل از حمام حاوی 5/1 گرم بر لیتر نانولوله کربنی، بیشترین مقاومت خوردگی را از خود نشان می دهد. توزیع مناسب نانولوله ها در پوشش، پایداری شیمیایی بسیار بالای نانولوله ها و نقش آن ها در اصلاح لایه نیکلی و تسریع پسیواسیون نیکل سبب کاهش نرخ خوردگی در این پوشش شده است. همچنین با بررسی اثر دمای عملیات حرارتی بر رفتار خوردگی پوشش ها مشخص شد که افزایش دمای عملیات حرارتی تا 400 درجه سانتی گراد سبب توزیع بهتر نانولوله ها در پوشش، تنش زدایی و کاهش دانسیته عیوب می شود و بدین وسیله رفتار خوردگی پوشش را بهبود می بخشد. ارزیابی رفتار تریبولوژیکی پوشش ها توسط آزمون پین روی دیسک نشان داد که استحکام بسیار بالا و خاصیت خودروانکاری نانولوله های کربنی سبب کاهش ضریب اصطکاک و افزایش مقاومت سایشی در پوشش های ni-p-cnt می شود، به نحوی که با افزایش درصد مشارکت نانولوله ها، در پوشش حاصل از حمام آبکاری با غلظت 2 گرم بر لیتر نانولوله کربنی که بیشترین درصد مشارکت نانولوله ها در پوشش را دارا است، ضریب اصطکاک تا حدود 2/0 و نرخ سایش تا حدود mm3/nm 6-10×16 کاهش یافت.

در این تحقیق علت شکست مقطعی و تخریب سطح غلتک های کوره آنیل پیوسته واحد گالوانیزه شرکت فولاد مبارکه بررسی و راه حل هایی برای کاهش آن ارائه شده است. علت شکست مقطعی این غلتک ها به وسیله آنالیز شیمیایی، متالوگرافی، ریزسختی سنجی ویکرز، تفرق اشعه ایکس و بررسی مسیر انتشار ترک در نمونه های تهیه شده از ناحیه شکسته شده، بررسی شد. نتایج نشان داد که تردی ناشی از فاز سیگما و افزایش رسوبات در ریزساختار، عامل شکست می باشد. به منظور کاهش شکست مقطعی از سیکل های مختلف عملیات حرارتی همگن سازی استفاده گردید. ابتدا، نمونه های ضربه از غلتک های شکسته شده، تهیه و عملیات همگن سازی در دمای 950 تا oc1100 و با فاصله oc50 به مدت 2 ساعت بر روی آنها انجام شد و سپس نمونه ها در چهار محیط کوره، هوا، روغن و آب سرد شدند. پس از انجام آزمون ضربه بر روی نمونه های عملیات حرارتی شده، از متالوگرافی نوری، تفرق اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی به ترتیب برای بررسی ریزساختار، مقدار فاز سیگما و رسوبات و سطح مقطع شکست نمونه های ضربه استفاده گردید. نتایج نشان داد که عملیات همگن سازی در دمای oc1100 به مدت 2 ساعت و سپس سرد کردن در آب باعث افزایش قابل توجه ای در انرژی ضربه، کاهش میزان فاز سیگما و دیگر رسوبات ریزساختاری و ایجاد سطح مقطع شکست نرم می شود. از آنجاکه سطح غلتک ها نیز به علت پدیده چسبندگی دچار تخریب می شود بنابراین در این تحقیق، ایده استفاده از پوشش الکترولس نیکل-فسفر به عنوان روشی برای کاهش چسبندگی این غلتک ها مطرح شد. به این منظور، ابتدا پوشش هایی از نیکل-فسفر حاوی حدود 6% فسفر با ضخامت های مختلف بر سطح نمونه هایی از فولاد غلتک اعمال شد. سپس نمونه ها تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در oc 400 در اتمسفر خنثی، و در کوره آنیل با اتمسفر 85%n2-15%h2 به مدت 10 ساعت در دمای oc 800 واقع شدند. تأثیر اتمسفر کوره آنیل بر مرفولوژی، تغییرات ساختاری و رفتار سایشی پوشش ها با انجام آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی، اسپکتروسکپی نشر الکترون، تفرق اشعه ایکس و نیز آزمایش سایش پین بر روی دیسک در دو دمای محیط و oc 400 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تأثیر اتمسفر کوره بر رفتار نمونه ها، بسته به ضخامت پوشش متفاوت است، بطوری که پوشش با ضخامت 30 میکرون و عملیات حرارتی شده در دمای oc 400 در شرایط سایش دمای بالا و پوشش قرار گرفته در اتمسفر کوره آنیل در شرایط سایش دمای محیط از بهترین مقاومت سایش برخوردارند. همچنین به عنوان یک پارامتر جدید، تأثیر نیتراسیون گازی دمای بالا بر اکسیداسیون سیکلی فولاد غلتک نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که عملیات نیتراسیون گازی دمای بالا اثر مفید و نقش موثری بر نرخ اکسیداسیون فولاد غلتک داشته است. نرخ اکسیداسیون خیلی کم فولاد نیتروره شده بعد از 100 ساعت اکسیداسیون، ناشی از رشد مناسب cr2o3 در نتیجه تغییر ساختار آلیاژ در طی فرایند نیتراسیون و تشکیل لایه محافظ cr2o3 روی اکسید اسپینل mn1.5cr1.5o4بود.

هدف تحقیق حاضر دستیابی به شرایط بهینه در اکستروژن مقاطع توپرو توخالی مس و آلیاژهای آن با تاکید بر سه زمینه فرایند اکستروژن، ابزارهای اکستروژن و سیلان فلز بوده است . دراین تحقیق پس از ارائه مطالعات تئوری بررسی هائی روی سیلان مواد در اکستروژن مس درشرایط مختلف با نمایش خطوط سیلان روی نیم بیلت های دارای خطوط شطرنجی در مراحل مختلف تغییر شکل ارائه گردیده است وجود یک لایه اکسید مس روی بیلیت مس تمیز و صاف بعنوان عامل روغن کاری در عملیات اکستروژن مس منجر به نتایج رضایت بخشی شده است . دراین حالت اکستروژن مس با پوشش اکسید مس بدون بکارگیری روغن با قالب مسطح بعنوان یک روش بهینه مورد تاکید قرار گرفته است . درمورد سایر آلیاژهای مس نیز سیلان مواد مورد مطالعه واقع شده و شرایط بهینه برای این دسته آلیاژها نیز ارائه گردیده است . در این پژوهش دما بعنوان عاملی با تاثیر قابل ملاحظه در فرایند اکستروژن و اصطکاک بعنوان عامل ثانویه در ایجاد عدم یکنواختی در سیلان مواد مطرح گردیده و در مورد تمامی آلیاژهای مس بمنظور کسب شرایط بهینه نتایجی ارائه گردیده است . عواملی نظیر نسبت اکستروژن،سرعت تغییر شکل، تنش سیلان، قابلیت تغییر فرم مورد مطالعه و تاکید قرار گرفته است . روش های تولید مقاطع توخالی مس و آلیاژهای آن با تاکید بر دو روش ماندرل ثابت و قالب پل دار ارائه گردیده است . تمامی روش های مقابله با ایجاد عیوب در اکستروژن مطرح و در مورد مس و آلیاژهای آن راه های دستیابی به تولید با کیفیت های مورد نظر ارائه گردیده اند. درانتها بررسی های لازم روی تنش های مکانیکی و حرارتی در ابزارهای اکستروژن مس و آلیاژهای آن با تاکید بر مسائل خستگی، خزش و سایش و همچنین برنامه های عملیات حرارتی ابزارها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است .