@article { author = {Fazaeli, Abolfazl and Habibi, Mostafa and Ekrami, Ali akbar}, title = {Experimental and finite element comparison of mechanical properties and formability of dual phase steel and ferrite - pearlite steel with the same chemical composition}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {2}, pages = {84-93}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.41458.1064}, abstract = {Ferrite - martensite dual-phase (DP) steels are a subset of advanced high strength steels which can be produced by applying heat treatment on low-carbon steels. The strength and toughness of DP steels are greater than those in ferrite – pearlite steels with the same chemical composition. In this study, mechanical properties and forming limit diagram of ferrite – pearlite and DP steels with the same chemical composition were investigated and compared. For this purpose, inter-critical quenching heat treatment was applied on a low-carbon steel with ferrite – pearlite microstructure to produce ferrite – continuous martensite DP steel. Tensile and hardness tests were used to determine the mechanical properties, and Nakazima test was used to determine the formability of ferrite – pearlite and DP steels. Forming limit diagram of steels was also simulated using finite element method in macro scale, and compared with experimental results. The results of mechanical tests showed that the yield stress, tensile strength and hardness of produced DP steel were increased 65, 91, and 87% respectively, in comparison to the same mechanical properties of ferrite – pearlite steel. Based on Experimental and simulation results of Nakazima test, the formability of DP steel is better than ferrite – pearlite steel. There was good agreement between simulation and experimental results.}, keywords = {Dual-Phase steel,ferrite,martensite,forming limit diagram,Finite element modeling}, title_fa = {مقایسه تجربی و المان محدود خواص مکانیکی و شکل‌پذیری فولاد دوفازی و فولاد فریت - پرلیتی با ترکیب شیمیایی یکسان}, abstract_fa = {فولادهای دوفازی فریت – مارتنزیتی زیرمجموعه‌ای از فولادهای استحکام بالای پیشرفته هستند؛ که با اعمال عملیات حرارتی بر فولادهای کم‌کربن تولید می‌شوند. از ویژگی‌های بارز فولادهای دوفازی، استحکام و چقرمگی بالای آنها نسبت به فولادهای فریت – پرلیتی با ترکیب شیمیایی مشابه است. در این پژوهش به بررسی و مقایسه خواص مکانیکی و نمودار حد شکل‌دهی فولاد فریت – پرلیتی و فولاد دوفازی با ترکیب شیمیایی یکسان پرداخته شده است. بدین منظور با اعمال چرخه حرارتی آبدهی بین‌بحرانی بر فولادی کم کربن با ساختار اولیه فریت – پرلیتی، فولاد دوفازی فریت – مارتنزیت پیوسته تولید شد. سپس آزمون‌های کشش و سختی‌سنجی به منظور بررسی خواص مکانیکی، و آزمون ناکازیما برای تعیین شکل‌پذیری فولاد اولیه و فولاد دوفازی تولید شده انجام گرفت. همچنین نمودار حد شکل‌دهی فولادها با استفاده از روش المان محدود در مقیاس ماکرو، مدل‌سازی و با نتایج تجربی مقایسه گردید. نتایج حاصل از آزمون‌های مکانیکی نشان داد که استحکام تسلیم، استحکام کششی و سختی فولاد دوفازی به ترتیب به میزان 65، 91 و 87 درصد نسبت به ساختار اولیه افزایش یافته است. بر اساس نتایج تجربی و مدل‌سازی حاصل از آزمون ناکازیما، فولاد دوفازی از شکل‌پذیری بهتری نسبت به فولاد فریت – پرلیتی برخوردار است. همچنین نتایج آزمون تجربی ناکازیما مطابقت خوبی با نتایج حاصل از مدل‌سازی دارد.}, keywords_fa = {فولاد دوفازی,فریت,مارتنزیت,نمودار حد شکل دهی,مدل سازی المان محدود}, url = {https://www.metalleng.ir/article_27389.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_27389_408abc01affcfd84793f8e19c1dd1a73.pdf} } @article { author = {Asghari Rad, Peyman and Nili-Ahmadabadi, Mahmoud and Shirazi, Hassan}, title = {Semi-solid microstructural evolution of severely deformed AISI 304 stainless steel}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {2}, pages = {94-108}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.46691.1086}, abstract = {Semi-solid metal forming offers many advantages in comparison with conventional casting and forging. However, due to the high-melting temperature and related difficulties, there is relatively a few experimental data on the semi-solid processing of steels. Therefore, this study is subjected to the microstructure evolution during partial remelting of 304 stainless steel which is pre-deformed in solid state by a severe plastic deformation (SPD) technique. Thermodynamic calculations were carried out by Thermo-Calc software and the results were compared with the experimental observations. In this study, repetitive corrugation and straightening by rolling (RCSR) process as a new severe plastic deformation technique is utilized to induce a great amount of strain in material prior to semi-solid process. Microstructural evolutions were studied in different temperatures and holding times during semi-sold process. The results indicate that finer globular semi-solid microstructure is achieved from 30 cycles RCSR processed specimen after 3 minutes holding at 1425 ℃.}, keywords = {Semi-solid process,304 stainless steel,severe plastic deformation,RCSR,Thermo-Calc}, title_fa = {تحولات ریزساختاری فولاد زنگ‌نزن 304 نیمه‌جامد شده پس از تغییرشکل پلاستیک شدید}, abstract_fa = {شکل دهی فلزات در ناحیه نیمه جامد در مقایسه با شکل دهی آنها به وسیله روش های ریخته گری یا آهنگری از مزایای بسیاری برخوردار است. با این حال، به خاطر دمای کاری بالا و پیچدگی فرآیند، تحقیقات زیادی در زمینه فرآیند نیمه جامد فولادها گزارش نشده است. بنابراین، این پژوهش به مطالعه تحولات ریزساختاری در حین ذوب جزئی فولاد زنگ نزن 304 که به روش تغییرشکل پلاستیک شدید در حالت جامد کرنش اولیه داده شده است، می پردازد. همچنین محاسبات ترمودینامیکی به وسیله نرم افزار ترموکلک انجام پذیرفته و نتایج آن با مشاهدات تجربی مقایسه می گردد. در این پژوهش، فرآیند نورد تکرارشونده با غلتک های صاف و انحناء دار (RCSR) به عنوان یک روش نوین برای اعمال تغییرشکل پلاستیک شدید قبل از فرآیند نیمه جامد مورد استفاده قرار می گیرد. تحولات ریزساختاری در دماها و زمان های نگهداری مختلف بررسی می شوند. علاوه بر آن، تشکیل فاز مارتنزیت ناشی از کرنش در طی فرآیند RCSR بررسی می گردد. نتایج نشان می دهند که برای نمونه 30 سیکل RCSR شده، ساختار نیمه جامد کروی ریزتری با اندازه متوسط ذرات mµ 75 در دمای ℃ 1425 و زمان نگهداری 3 دقیقه بدست آمد.}, keywords_fa = {فرآیند نیمه جامد,فولاد زنگ نزن 304,تغییرشکل پلاستیک شدید,نورد تکرارشونده با غلتک های صاف و انحناء دار,ترموکلک}, url = {https://www.metalleng.ir/article_27390.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_27390_2381cd988472b9ed2ed1ac97a0521df7.pdf} } @article { author = {Biranvand, kh and abbasi, Mohammad hasan and Saidi, Ali}, title = {Effect of Mechanical Activation on Carbothermic Reduction of Molybdenite in the Presence of Magnesium Oxide}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {2}, pages = {109-123}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.42019.1068}, abstract = {In this study, the effect of Mechanical activation on Carbothermic reduction of Molybdenite in the presence of Magnesium oxide was studied. Mechanical activation of all powder mixtures (Molybdenite: Graphite: Magnesium oxide =1:2:2) was performed in argon atmosphere for different time periods (0-50 hours), using a planetary ball mill. Phase changes in the powder mixtures were investigated by X-ray diffraction (XRD). The Results showed that no reaction occurred in the mill to produce new phases in the mixtures. Observations indicated that Carbothermic reduction of Molybdenite in the presence of Magnesium oxide was formed as easily as possible and goes on by formation of intermediate phases such as Molybdenum Oxide (MoO2) and Magnesium Molybdate (MgMoO4). The effects of Mechanical activation on the reduction of different samples were thoroughly investigated by simultaneous Thermal Analysis (STA). The samples were heated in argon atmosphere with the linear heating rates of 10, 15, 20 ºC/min. the plots of process conversion degrees showed that the reaction temperature in the reduction reaction starting temperature is strongly affected by the amount of mechanical activation. So that by doing 50 hours of milling, the temperature of the starting of reduction reaction was decreased by about 170 ºC. Kinetics reduction of powder mixtures was studied by model- fitting (Coats-Redfern) and model-free (Ozawa and Friedman) methods the dominating Model over the reaction was the chemical control at the intersection and the amount of activation energy and pre-exponential factor was determined to be about 251 kJ.mol-1 and 1×106 Sec-1.}, keywords = {Mechanical Activation",Kinetic",Molybdenite",Magnesium Oxde"}, title_fa = {اثر فعالسازی مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت درحضور اکسید منیزیم}, abstract_fa = {در این پژوهش، اثر فعالسازی مکانیکی بر سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسیدمنیزیم مورد بررسی قرار گرفت. فعالسازی مکانیکی کلیه مخلوط های پودری(مخلوط مولیبدنیت،کربن و اکسیدمنیزیم به ترتیب با نسبت مولی 2:2:1 )، در یک آسیاب گلوله ای، در محیط گاز خنثی آرگون و برای مدت زمان‌های 10 تا50 ساعت، صورت گرفت. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتو ایکس(XRD) کلیه نمونه‌ها، نشان داد که در حین فعالسازی مکانیکی، هیچ واکنشی در محفظه آسیاب انجام نشده است. بررسی ها نشان داد احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسید منیزیم به راحتی امکان پذیر بوده و با تشکیل فازهای میانی نظیر اکسید مولیبدن (MoO2) و مولیبدات منیزیم (MgMoO4) پیش می رود. اثر فعالسازی مکانیکی بر رفتار احیایی نمونه های مختلف با استفاده از آزمون آنالیز حرارتی (STA)، بررسی گردید. نمونه ها در اتمسفر آرگون و با سرعت های گرم شدن10،15و20 درجه بر دقیقه، حرارت داده شدند. منحنی های کسر انجام واکنش بر حسب دما نشان داد که دمای شروع واکنش احیا به شدت تحت تأثیر میزان فعالسازی مکانیکی است. به طوری که با انجام 50 ساعت آسیابکاری، دمای شروع واکنش احیا، حدود ºC190 کاهش یافته است. سینتیک احیای مخلوط های پودری با استفاده از روش برازش مدل کوتز- ردفرن و روش‌های بدون مدل اوزاوا و فریدمن مورد بررسی قرار گرفت. مدل حاکم بر واکنش، مدل کنترل شیمیایی در فصل مشترک و مقدار انرژی اکتیواسیون و ضریب پیش نمایی آن به ترتیب در حدود kJ/mol 251 وsec-1 106 تعیین شد.}, keywords_fa = {فعالسازی مکانیکی",سینتیک",مولیبدنیت",اکسیدمنیزیم"}, url = {https://www.metalleng.ir/article_27391.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_27391_980a7a91d53df01de2f0bb1c0b042990.pdf} } @article { author = {Azadi, m and Azadi, Mohammad and Iziy, M and Marbout, a and Rizi, Mohammad hasan}, title = {The Effect of Heat Treatment Temperature on Superalloy Inconel 713 hardness and Microstructure}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {2}, pages = {124-134}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.41225.1062}, abstract = {The Inconel 713 Superalloy was used for turbocharged blades in the automobile industry. In this paper, changes in the microstructure and the hardness was studied as the temperature of the full and the partly solution heat treatments was changed in the range of 1000 to 1200°C in 1 hour. For studying the hardness of superalloy the Rockwell C hardness test was used and also the optical and the Scanning Electron Microscopy and the Electron Dispersive Spectroscopy and the X-ray Diffraction (XRD) was used to detect the microstructure and the present phases in the superalloy. The results showed that the significant change in the phases were observed when the temperature range was 100°C. The heat treatment caused to solute chromium carbides in the γ matrix. In addition, by increasing the heat treatment temperature, the γ` phase dissolved in (200) and (220) plane and this phase in the plane of (111) had the best stability in 1000°C. Phases of Ni5Al3, NiAl and Al0.42Ni0.58 were observed in the temperature of 1000, 1100 and 1200°C, respectively. As the temperature of the heat treatment increased the hardness increased 25 percent.}, keywords = {superalloyinconel713,Solution heat treatment,Microstructure,Hardness,Turbocharger blade}, title_fa = {بررسی تأثیر دمای عملیات حرارتی انحلال بر سختی و ریزساختار سوپرآلیاژ اینکونل 713}, abstract_fa = {آلیاژ اینکونل 713 برای پره‌های توربوشارژر خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله با تغییر عملیات حرارتی انحلال جزئی و ناقص در محدوده دمای 1000 تا 1200 درجه سانتی‌گراد در زمان ثابت یک ساعت، تغییرات ریزساختاری آلیاژ و ارتباط آن با سختی بررسی شده است. نتایج بیانگر این مطلب بوده که تغییرات فازی در فاصله 100 درجه سانتی‌گراد چشمگیر بوده و انجام عملیات حرارتی موجب انحلال کاربید کروم و کاربید نیکل-آلومینیم در زمینه گاما شده است. همچنین با افزایش دمای عملیات حرارتی فاز گاماپرایم در صفحات (200) و (220) انحلال پیدا کرده و این فاز در صفحه (111) دارای بیشترین پایداری در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد بوده است. در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد فاز Ni5Al3، در دمای 1100 درجه سانتی‌گراد، فاز AlNi و در دمای 1200 درجه سانتی-گراد فاز Al0.42Ni0.58 نیز نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی مشاهده شده است. با افزایش دمای عملیات حرارتی میزان تغییرات سختی در حدود 25 درصد نسبت به نمونه عملیات حرارتی‌نشده افزایش یافته است.}, keywords_fa = {سوپرآلیاژاینکونل 713,عملیات حرارتی انحلال,ریزساختار,سختی,پره توربوشارژر}, url = {https://www.metalleng.ir/article_27392.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_27392_c88e880869c074dea379e204c042b81d.pdf} } @article { author = {Hosseini, sh and Mirdamadi, sh and Nemati, ali}, title = {Investigation of Mechanical Properties, Corrosion Behavior and Biocompatibility of Porous Ti6Al4V Scaffold for Dental Implant}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {2}, pages = {135-145}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.42147.1069}, abstract = {Titanium and its alloys are known as one of the most significant metallic materials used in the orthopedic and dental implants due to their excellent mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibility. One of the main issues in dental implant is the fabrication of the biomaterials that have early and sufficiently strong bonding with the surrounding bone. In the present study, porous Ti6Al4V scaffolds were produced using magnesium as a space holder by powder metallurgy. The specimens were sintered in 950°C, below the β transition temperature, close to magnesium vaporization point. To evaluate the porosity and effect of magnesium on it, the micro structure was investigated by optical microscopy and SEM and then mechanical properties and electrochemical corrosion behavior of the specimens were studied. Biocompatibility was investigated by MTT test, and it was deduced that the cell proliferation and biocompatibility was increased with increasing the porosity. This investigation showed that the compressive strength and elastic modulus of the porous scaffold with 10% magnesium and 31% porosity are 155MPa and 9GPa, respectively and close to dental bone. Also, the corrosion results and cell proliferation showed the appropriate corrosion behavior and osseointegration of this scaffold. Due to the importance of strength in the dental implant and according to these results, the Ti6Al4V scaffold with 10%Mg could be an advanced alternative for clinical applications which two factors of strength and osseointegration are required.}, keywords = {"Titanium alloy","Porosity","Compressive strength","Elastic modulus","Cell proliferation}, title_fa = {بررسی خواص مکانیکی، رفتار خوردگی و زیست سازگاری داربست متخلخلTi6Al4V برای کاربرد ایمپلنت دندانی}, abstract_fa = {تیتانیم و آلیاژهای آن به دلیل خواص مکانیکی خوب، مقاومت به خوردگی و زیست سازگاری عالی، یکی از مواد فلزی مهم برای ایمپلنت های ارتوپدی و دندانی می باشند. یکی از چالش های اصلی در ایمپلنت های دندانی، ساخت موادی می باشد که توانایی ایجاد پیوند قوی و سریع با بافت اطراف را داشته باشد. در پژوهش حاضر، داربست های متخلخل آلیاژ Ti6Al4V با استفاده از فضاساز منیزیم و به روش متالوژی پودر تولید گردیدند. نمونه ها در دمای 950 درجه سانتی گراد، زیر دمای استحاله β و نزدیک به نقطه جوش منیزیم زینتر شدند. بررسی ریزساختاری جهت ارزیابی تخلخل و تأثیر منیزیم بر روی آن، توسط میکروسکپ نوری و الکترونی صورت پذیرفت و سپس خواص مکانیکی و خوردگی الکتروشیمیایی نمونه ها مورد مطالعه قرار گرفت. زیست سازگاری توسط آزمون MTT بررسی گردید و نشان داد که با اقزایش تخلخل، میزان تکثیر سلولی و زیست سازگاری افزایش یافته است. این بررسی ها نشان داده است که داربست های متخلخل حاوی 10 درصد حجمی منیزیم با 31% تخلخل دارای استحکام MPa 155 و مدول الاستیک GPa 9 بوده و نزدیک به استخوان دندان می باشد. همچنین نتایج خوردگی الکتروشیمیایی و نرخ تکثیر سلولی مقاومت به خوردگی و استخوان سازی مناسب این نمونه را نشان می دهد. به دلیل اهمیت استحکام داربست در کاربردهای ایمپلنت دندانی و با توجه به نتایج به دست آمده، داربستTi6Al4V دارای 10% منیزیم می تواند جایگزین مناسبی برای کاربردهای کلینیکی که به هر دو مشخصه استحکام و استخوان سازی نیاز دارند، باشد.}, keywords_fa = {"آلیاژ تیتانیم","تخلخل","استحکام فشاری","مدول الاستیک","تکثیر سلولی "}, url = {https://www.metalleng.ir/article_27393.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_27393_758cf31587ad64819647c3d42ea46486.pdf} } @article { author = {Kolagar, Ali Mohammad and Cheraghzadeh, Mohammad and Tabrizi, Narges and shahryari, Mohammad saeed}, title = {Effect of service expose on microstructure and creep mechanisms of gas turbine blades made of IN738LC}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {2}, pages = {146-160}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.41681.1065}, abstract = {Turbine blades operate on the different temperature and stress conditions. The variousmechanismscontribute to the creep process and lead to turbine blade failure. The characterization of the creep mechanisms is critical to predict the creep behavior and design the useful life of turbine blade. This paper compares the creep behaviors of new and used blades (worked 3000 equal operating hours) based on IN738 superalloys by investigating the microstructure and using the creep models. Optical and scanning electron microscopes were applied to study the volume fraction, size of the primary and secondary precipitated phases (γ'), change of the precipitated phases morphology (ex. formed continuous carbide in grain boundaries or coarsening γ')and the formation of the creep pores. Furthermore, the dominated creep mechanisms are identified and comparedthe new blades with used blades at different stress rupture tests and real work conditions. The results show that at760 oC/586 MPa, the active creep mechanismsincludes cutting and Orowan for both new and used blades. Whereas at 982 oC/152 MPa , the dislocations climb, diffusion creep and grain boundary gliding are active for new blades and Orowan and the dislocations climb are operative for used blades.}, keywords = {"Gas turbine lade","used blade","creep mechanisms","IN738LC Ni-based superalloys"}, title_fa = {تاثیر شرایط کاری بر ریزساختار و مکانیزم‌های تغییر فرم خزشی پره‌‌های توربین ‌گاز از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکلIN738LC}, abstract_fa = {با توجه به اینکه پره‌های توربین گاز در حین سرویس در شرایط مختلفی از دما و تنش قرار دارند لذا مکانیزم‌های تغییر فرم خزشی متفاوتی می‌تواند در پره‌ها فعال شده و باعث از کارافتادگی آنها گردد. شناسایی هر یک از مکانیزم‌های تغییرفرم خزشی در شرایط کاری، کمک می‌کند تا طراحی عمر مفید پره‌ها با قابلیت اطمینان بالاتری صورت پذیرد. در این تحقیق با بررسی‌های ریزساختاری و همچنین با استفاده از مدل‌های ریاضی موجود که به مکانیزم‌های خزشی وابسته‌اند، رفتار خزشی سوپر آلیاژ IN738LC برای پره‌های متحرک نو و مستعمل با 30000 ساعت کارکرد معادل مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. بررسی ریزساختار شامل اندازه‌گیری درصد سطحی 'γ، اندازه فازهای'γ اولیه و ثانویه و مشاهده تغییرات مورفولوژی فازهای رسوبی ازجمله کاربیدهای مرزدانه و تشکیل حفرات خزشی ایجاد شده در پره مستعمل نسبت به پره نو بوده که توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روی نمونه‌های تهیه شده از پره‌‌ها انجام شده است. همچنین مکانیزم‌های فعال تغییر فرم خزش در پره‌های نو و مستعمل در شرایط مختلف آزمون‌های تنش– گسیختگی و همچنین در شرایط واقعی کارکرد آنها شناسایی و مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داده است که در شرایط خزشی C760/MPa586 مکانیزم‌های برش و اورووان برای هر دو پره نو و مستعمل فعال می‌باشد در حالی که در شرایط خزشی C982/MPa152، برای پره نو مکانیزم‌های خزش نفوذی، لغزش مرز‌دانه و صعود نابجایی‌ها و برای پره مستعمل نیز مکانیزم‌های اووروان و صعود فعال می‌باشد.}, keywords_fa = {"پره توربین گاز","پره مستعمل","مکانیزم‌های تغییر فرم خزش","سوپر آلیاژ IN738LC"}, url = {https://www.metalleng.ir/article_27394.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_27394_e3b90067e843d01f649e189735dc8d93.pdf} }