per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2015-01-01
17
56
3
10
15897
Research Paper
بررسی مکانیزم توزیع نانوتیوب های کربن در زمینه آلومینیم طی فرآیند ساخت نانوکامپوزیت Al-CNT به روش تر
Investigation on the dispersion mechanism of carbon nanotubes in Al matrix during processing of Al-CNT nanocomposite using slurry based method
فرشید ریخته گر
rikhtegar@iust.ac.ir
1
سعید شبستری
shabestari@iust.ac.ir
2
حسن ثقفیان
saghafian@iust.ac.ir
3
دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
استاد دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
دانشیار دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
در این تحقیق به منظور حفظ نانوتیوب های کربن، از روش تر برای ساخت نانو کامپوزیت Al-CNT استفاده شده است. بدین منظور پس از عامل نشانی کربوکسیل روی نانوتیوب ها و استفاده از پوشش پلمیری PVA روی پودر آلومینیم، فرآیند اختلاط در محیط آبی با افزودن سورفکتانت SDS و نیز اسید نیتریک رقیق برای کنترل PH انجام گرفت. بر این اساس، تشکیل پیوند هیدروژنی بین عوامل سطحی هر یک از اجزاء و نیز قطبیت لحظه ای ایجاد شده ناشی از سورفکتانت و هیدرولیز اسید، موجب پایداری سوسپانسیون در مقدار 5=PH شده و در نهایت پودر کامپوزیت محصول بدون اعمال هیچ گونه نیروی خارجی و یا تنش فیزیکی و صرفاً از طریق واکنش شیمیایی در انتهای بشر ته نشین گردید. آنالیز شیمیایی مواد اولیه در هر مرحله توسط آزمایش های IR و Raman و ریزساختار مواد اولیه و نانوکامپوزیت نهایی به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی با تفنگ انتشار میدانی (FE-SEM) مطالعه شده است.
In this paper, the slurry based method has been used to produce the Al-CNT nanocomposite accompanying the suitable protection of CNTs. For this purpose, the carboxyl functionalized CNTs and Al@PVA powder were mixed in water environment after adding the SDS surfactant and diluted nitritic acid for controlling the PH. Consequently, the hydrogen bonding between the surface agents of constituents and temporary polarity due to the surfactant and acid hydrolyzation could lead to stabillazation of suspention at PH=5 and the final composite powder was settled in beaker without any external force or physical stress and it is absoloutely obtained from chemical reaction. The chemical analyze of initial materials in each step was performed by IR and Raman experiments and the microstructure of initial materials and final nanocomposite has been studied through SEM and FE-SEM, respectively.
https://www.metalleng.ir/article_15897_1e1630d2f76fe1bc61bca45040cfbd8c.pdf
نانوکامپوزیت
خواص سطحی
مکانیزم توزیع
نانوتیوب کربن
Nanocomposite
surface properties
dispersion mechanism
Carbon Nanotube
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2015-01-01
17
56
11
18
15898
Research Paper
اثر فرآیند مارتمپرینگ پله ای و ناهمسانگردی بر میزان تابیدگی و اعوجاج فولاد ابزارگرم کار نورد سرد شده
Influence of the Step Martempering and Anisotropy on the Distortion Value a Cold Rolled Hot Work Tool Steel
جمال الدین فرشته خصلت
jamaleddin1976@yahoo.com
1
سیدحسین رضوی
hrazavi@iust.ac.ir
2
اشکان نوری
a-nouri@araku.ac.ir
3
دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد کرج - مهندس شرکت مالیبل سایپا
دانشیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه علم و صنعت ایران
استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشکده فنی و مهندسی-دانشگاه اراک
در این تحقیق نقش ناهمسانگردی ساختاری ناشی از نورد سرد بر میزان تابیدگی و اعوجاج یک فولاد ابزار گرم کار مورد استفاده در قالب سازی قبل و بعد از عملیات حرارتی سخت کاری مورد مطالعه واقع شد. برای عملیات سخت کاری از فرآیند مارتمپرینگ پله ای استفاده شد. میزان تابیدگی در سه وضعیت شامل پس از ماشین کاری، پس از تنش گیری و پس از مارتمپرینگ از طریق فاکتور تختی مورد سنجش واقع شد. به منظور بررسی تاثیر ناهمسانگردی بر میزان اعوجاج فولاد، بسته به جهت نورد نمونه هایی در سه وضعیت هندسی تهیه شدند. میزان تابیدگی در نمونه ها قبل از مارتمپرینگ بسیار ناچیز و تابع جهت گیری نمونه ها نبوده و یک خاصیت همسانگرد می باشد. نتایج نشان داد که انجام مارتمپرینگ موجب اعوجاج فولاد شده و این تابیدگی بسته به هندسه نمونه برداری متفاوت است که مبین آن است که تابیدگی در فولاد سخت شده یک خصوصیت ناهمسانگرد است. کمترین اعوجاج مربوط به نمونه هایی بود که عمود بر جهت نورد تهیه شده بودند. اندازه گیری سختی نمونه ها نشان داد که برخلاف تابیدگی، سختی قبل و بعد از سخت کاری یک ویژگی همسانگرد و مستقل از جهت نمونه برداری است.
In this investigation, the role of the structural anisotropy due to cold rolling on the distortion value of hot work tool steel employing in moulding before and after the hardening heat treatment was studied. For the hardening treatment, was used a step martempering process. Distortion amount was calculated by flatness factor in 3 states; after machining, after stress relief treatment and after martempering. For purpose of the consideration of the anisotropy effect on the steel distortion, were prepared samples dependent on the rolling direction in 3 geometrical states. Before martempering, the distortion value of the samples is very low and negligible. It is also independent on the sampling direction. Thus it is an isotropic characteristic. Results revealed that distortion is induced in the martempered steel. It is also significantly different in various directions of sampling. It is implied that in the hardened steel, distortion is an anisotropic property. The lowest distortion is belonging to sample which is perpendicular to the rolling direction. Hardeness measurement showed that this specification is an isotropic property in both before and after hardening and is not affected by the geometrical direction of sampling.
https://www.metalleng.ir/article_15898_f8f5d09a1a8e33bc2f48c53e25a59f82.pdf
عملیات حرارتی
مارتمپرینگ
اعوجاج
ناهمسانگردی ساختاری
تختی
Heat treatment
Martempering
Distortion
Structural anisotropy
Flatness
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2015-01-01
17
56
19
27
15900
Research Paper
اثر کسر حجمی مارتنزیت بر خواص خستگی فولاد دوفازی 20B38
Effect of volum fraction of martensite on fatigue properties of 20B38 Dual phase steeel
اصغر سلیمانی پور
a.soleimanipour@gmail.com
1
بهروز قاسمی
b_ghasemi@iust.ac.ir
2
جعفر راثی زاده غنی
jghani@ut.ac.ir
3
دانشجو/دانشگاه سمنان
عضو هیئت علمی/دانشگاه سمنان
عضو هیئت علمی/دانشگاه تهران
عملیات حرارتی بین دماهای بحرانی یک عملیات مهم و تأثیرگذار در خواص مکانیکی فولاد می باشد. این عملیات یکی از شیوه های آسان و کم هزینه در رسیدن به خواص مکانیکی مطلوب اعم از استحکام و شکل پذیری است. مقاله حاضر اثر عملیات حرارتی بین دماهای بحرانی بر خواص خستگی فولاد میکروآلیاژی بوردار را بررسی می کند. به منظور دستیابی به ریزساختارهای دوفازی با مقادیر متفاوت از مارتنزیت دماهای 730، 750 وc . 770 به عنوان دماهای بین بحرانی انتخاب شدند و بترتیب مقادیر 52،68 و 88 درصد حجمی مارتنزیت در کنار فاز فریت بدست آمد. به منظور بررسی اثر تمپر بر خواص خستگی، یک دسته از نمونه ها تمپر شدند. پژوهش حاضر نشان می دهد که استحکام خستگی با افزایش کسر حجمی مارتنزیت افزایش پیدا می کند و با تمپر کردن استحکام خستگی افت پیدا می کند. کلمات کلیدی: عملیات حرارتی بین دماهای بحرانی،فولاد دوفازی، کسر حجمی مارتنزیت، استحکام خستگی
Intercritical heat treatment is an important and effective operations on the mechanical properties of steel. This operation is easy and cost effective ways to achieve the desired mechanical properties such as strength and ductility. In this paper, we investigate the effect of Intercritical heat treatment on fatigue properties of microalloying boron steel. In order to achieve different dual phase microstructures with different amounts of martensite, the temperatures of 730 , 750 and 770 0c wase selected as the Intercriticalcritical temperatures and valus of 52 , 68 and 88 % by volume martensite obtained with the ferrite. To investigate the effect of tempering on fatigue properties ,one series of samples were Tampere. The present study shows that the fatigue strength increases with increasing volume fraction of martensite and with tempering the fatigue strength will decrease. Keywords : Intercritical heat treatment , dual phase steel , Martensite volum fraction , Fatigue strength
https://www.metalleng.ir/article_15900_3d9309d7860b46121eb54cf2833ed3ee.pdf
عملیات حرارتی بین دماهای بحرانی
فولاد دوفازی
کسر حجمی مارتنزیت
استحکام خستگی
Intercritical heat treatment
dual phase steel
Martensite volum fraction
Fatigue strength
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2015-01-01
17
56
28
38
15901
Research Paper
بررسی عددی و تجربی توزیع تنشهای پسماند در اتصال جوش تجهیزات تحت فشار پوسته-تیوب
Numerical and experimental investigation of the residual stress distribution in shell-tube pressure vessels weld joint
داریوش دانیالی
d.danyali@yahoo.com
1
اسلام رنجبر نوده
islam_ranjbar@yahoo.com
2
کارشناس ارشد جوشکاری شرکت فولاد خوزستان
استادیار دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر
اتصال جوش تیوب به صفحه تیوب از مقاطع بحرانی تجهیزات تحت فشار پوسته- تیوب محسوب می گردد. نشتی و شکست دو مشکل رایج در این اتصال می باشند. تنشهای پسماند کششی ناشی از جوشکاری نقش مهمی در ایجاد این دو مشکل دارند. در این تحقیق از روش المان محدود به منظور پیش بینی مقدار و نحوه توزیع تنشهای پسماند در جوش تیوب به صفحه تیوب استفاده شده است. اتصال با یک پاس جوش گوشه ای محیطی، به روش جوشکاری قوسی تنگستنی با گاز محافظ، جوشکاری گردیده است. فرآیند جوشکاری به صورت دو بعدی با تقارن محوری، در نرم افزار ANSYS شبیه سازی شده و شار حرارتی ناشی از قوس جوشکاری بصورت تابعی از زمان، به شکل تابع گوسی، بوسیله یک زیر برنامه اعمال گردیده است. برای اعتبارسنجی به نتایج شبیه سازی، توزیع حرارتی در حین جوشکاری به کمک ترموگرافی و تنش پسماند با تکنیک کرنش سنجی سوراخ تحت عملیات حرارتی اندازه گیری شده است. حداکثر تنش پسماند بر اساس معیار تسلیم فون میزز 105 مگاپاسکال و حداکثر مقدار تنش پسماند بر اساس معیار شدت تنش 115 مگاپاسکال، در ریشه اتصال مشاهده شده است. حداکثر اختلاف نتایج تحلیل حرارتی و تحلیل مکانیکی به روش المان محدود و تجربی، به ترتیب حدود 11% و 18% بوده است.
Tube-sheet to tube weld joint is a critical section in shell-tube pressure vessels. The leakage and failure are two common problems that happen in this joint. The tensile residual stresses associated with welding can play a major role in the mentioned problems. In the present study, residual stresses distribution is investigated by Finite Element Method and experimental tests. The joint includes a circumferential fillet weld in one pass by Gas Tungsten Arc Welding process. The thermo-mechanical behavior of the joint is simulated by a 2D axisymmetric model using a subroutine developed in ANSYS software. The thermography Method used to thermal analysis verification and the Whole Drilling Strain Gauge under Post Weld Heat Treatment used to mechanical analysis verification. The numerical and experimental results show that the residual stress as von Mises criteria is about 105 MPa and as stress intensity criteria is about 115 MPa in root of Tube-sheet to tube weld joint. Maximum defference between numerical and experimental results, in thermal analysis and mechanical analysis, is about 11% and 18% respectively.
https://www.metalleng.ir/article_15901_c27978d4fb71e9ba01ee5105fe3ee6f3.pdf
پوسته-تیوب
صفحه - تیوب
تجهیزات تحت فشار
تنش پسماند
روش المان محدود
ترموگرافی
Shell-tube
Tube-sheet
Pressure vessels
Residual Stress
Finite Element Method
Thermography
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2015-01-01
17
56
39
48
15902
Research Paper
مطالعه نقش افزودنی کاهنده انرژی سطحی در ایجاد الگوی زبری و رفتار ترشوندگی پوشش پلی اورتانی
Effects of surface tension reducing additive on surface morphology and wetting behavior of polyurethane coatings
مریم اسماعیل پور
m.esmailpour@ma.iut.ac.ir
1
بهزاد نیرومند
behzn@cc.iut.ac.ir
2
احمد منشی
ahmad.monshi@yahoo.com
3
اسماعیل صلاحی
esmaeil.salahi@outlook.com
4
بهرام رمضان زاده
ramezanzadeh-bh@icrc.ac.ir
5
دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان
استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان
استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشیار پژوهشگاه مواد و انرژی
استادیار پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ
امکان کاربرد پوشش های پلیمری آبگریز در حفاظت از ابنیه تاریخی، ضد مه و ضد یخ نمودن سطوح و ایجاد سطوح ضد زیست چسبنده و ضد خوردگی، آنها را به موضوع تحقیقاتی جالب توجهی تبدیل کرده است. آنچه در تهیه یک پوشش آبگریز ضروری است دستیابی همزمان به سطحی با حداقل انرژی از نظر شیمیایی و مناسب ترین الگوی زبری از دیدگاه فیزیکی می باشد. در این پژوهش به بررسی نقش یک عامل شیمیایی و نحوه عملکرد آن در ایجاد الگوهای زبری متنوع پرداخته شده است. بدین منظور پوشش های پلی اورتانی حاوی مقادیر مختلفی از افزودنیِ اکریلاتیِ اصلاح شده توسط سیلیکون تهیه شد و نمونه ها در دو شرایط دمایی مختلف، محیط و دمای 80 درجه سانتی گراد پخت شدند. زاویه ترشوندگی سطوح توسط دستگاه اندازه گیری زاویه تماس و زبری سطح بوسیله میکروسکوپ نیروی اتمی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که عامل کاهنده انرژی سطحی علاوه بر اصلاح شیمیایی سطح بر فیزیک سطح نیز اثرگذار است. همچنین مشخص شد دمای پخت به عنوان یکی از شرایط فرایندی می تواند بر روی الگوی زبری سطحِ پوشش اثر گذار باشد. در این تحقیق بالاترین زاویه تماس از بین نمونه های تهیه شده برابر با ˚103 و برای نمونه حاوی 5%مولی افزودنی و پخت شده در دمای محیط بدست آمد. به نظر می رسد حصول این زاویه، ناشی از وجود حد بهینه عامل شیمیایی و بهترین الگوی زبری در سطح می باشد.
Application of hydrophobic polymer coatings in protection of historical monuments as well as in anti-fog, anti-frost, anti-bio-fouling and anti corrosion surfaces, has drawn the attention of many researchers in recent years. Reaching this target needs to provide coating with low surface free energy and appropriate surface roughness. Controlling these parameters results in preparing surfaces with surface nature ranged from hydrophobic to superhydrophobic. The present study investigates the role of a surface tension reducing additive based on hydroxyl-functional silicone modified polyacrylate on the surface roughness and wetting behavior of polyurethane coatings. Polyurethane coatings with different amounts of additives were prepared. The coatings were cured at two different temperatures, i.e. ambient and 80˚C . Using atomic force microscope and contact angle measuring device the roughness and surface free energy of the samples were investigated, respectively. The results showed that addition of additive affected the roughness pattern of the surface as well as its chemistry. Furthermore, It was found that the roughness pattern of the coating was also influenced by the curing temperature. The largest contact angle (103˚) value was obtained when the coating loaded with 5 mol % of additive was cured at the ambient temperature. These suggest that this sample possesses the optimum chemical properties as well as the most appropriate roughness pattern.
https://www.metalleng.ir/article_15902_4faf337a614d1d4ad1726f0219bf1c84.pdf
پوشش پلی اورتان
افزودنی کاهنده انرژی سطحی
آبگریزی
الگوی زبری
میکروسکوپ نیروی اتمی
Polyurethane coating
surface tension reducing additive
Hydrophobicity
Roughness
Atomic force microscope
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2015-01-01
17
56
49
57
15904
Research Paper
بررسی اثر فرآیند ECAP بر بافت آلیاژ آلومینیوم 7075
Texture evolution of ultrafine grained Al-7075 alloy produced by ECAP
محمد حسین شاعری
shaeri@eng.ikiu.ac.ir
1
مرتضی شاعری
yasinshaeri@gmail.com
2
محمدتقی صالحی
salehi@iust.ac.ir
3
سیدحسین سیدین
seyyedein@iust.ac.ir
4
محمدرضا ابوطالبی
mrezab@iust.ac.ir
5
استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره) قزوین
کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شریف، تهران
دانشیار دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
دانشیار دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
استاد دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
هدف از پژوهش حاضر بررسی بافت آلیاژ آلومینیوم 7075 پرس شده در کانالهای همسان زاویهدار (ECAP) در شرایط عملیات حرارتی آنیل در مسیرهای مختلف میباشد. در این پژوهش نمونهها پس از عملیات حرارتی آنیل تحت 4 پاس فرآیند ECAP در دمای محیط در مسیرهای A و BC قرار گرفتند. پس از تولید نمونهها بافت نمونهها در دو جهت مختلف به صورت کمی و کیفی بهوسیله XRD و EBSD مورد بررسی قرار گرفت. در ضمن اثر غلاف دار کردن نمونهها با لوله مسی بر بافت نیز بررسی شد. بررسی کمی و کیفی بافت با استفاده از تصاویر قطبی و توابع توزیع جهتگیری و همچنین محاسبات اجزاء بافت ECAP نشان داد، بافت پاس اول ECAP وابستگی زیادی به بافت اولیه دارد، ولی بافت پاسهای بعدی بیشتر به مسیر فرآیند وابسته است. محاسبات انجام شده با استفاده از نرمافزار Labotex نشان داد انطباق خوبی بین نتایج بهدست آمده در دو جهت مختلف وجود دارد و در ضمن استفاده از غلاف مسی باعث کاهش اندکی در استحکام بافت و در نتیجه آن باعث بهبود همگنی ریزساختار میشود.
The aim of current research was to examine the texture of annealed Al-7075 alloy that develops during Equal channel angular pressing (ECAP) in different ECAP routes. After annealing heat treatment, the material was pressed up to 4 passes by route A and BC at room temperature. The effect of copper tube casing on the texture evolution was also investigated. The texture was studied by X-Ray diffractometer in ED-plane as well as TD-plane. The qualitative and quantitative analysis of the texture reveals that the texture of the first pass is relevant to initial texture, but by increasing pass number this dependency disappears and the texture is mainly relevant to processing route. The texture calculation by Labotex software shows that the results in both TD (z) and ED (x) planes are in good agreement and covering the specimens with copper tube causes a decrease in texture strength and microstructure inhomogeneity of the specimens.
https://www.metalleng.ir/article_15904_6ba9134ed2a9517e1ab7a1af8dbd464c.pdf
فرآیند ECAP
آلیاژ 7075-Al
بافت
اجزاء بافت
Equal channel angular pressing
Al-7075 alloy
Texture
Texture components