per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
88
94
10.22076/me.2018.61673.1126
33512
Research Paper
تاثیرعملیات حرارتی بر ساختار و دمای کوری آلیاژ فرومغناطیس نیکل-مس (4/70-6/29)
Effect of thermal treatment on structure and Curie temperature of Ni-Cu (70.4-29.6;W/W) ferromagnetic alloy
الهام محقق پور
emohaghegh@aeoi.org.ir
1
رضا غلامی پور
rgholamipour@gmail.com
2
مرجان رجبی
hussain.gharehbaghi@yahoo.com
3
شهاب شیبانی
ssheibani@aeoi.org.ir
4
مجید مجتهدزاده لاریجانی
mmojtahefr@yahoo.com
5
پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران
دانشیار،مهندسی مواد،پژوهشکده موادپیشرفته و انرژی های نو، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران،
استادیار، فیزیک ماده چگال ،پژوهشکده مواد پیشرفته و انرژیهای نو، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران،
استاد،علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای،
دانشیار، فیزیک ماده چگال،پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای،
آلیاژ Ni-Cu با درصد وزنی (%6/29-4/70) توسط کوره ذوب مجدد قوسی تحت خلاء (VAR) ذوب ریزی شد. بررسی یکنواختی نمونه ها با استفاده از آنالیزهای پلاسمای کوپل القایی (ICP) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) ایدکس حاکی از ایجاد یکنواختی مطلوب بعد از 4 بار ذوب مجدد می باشد. نتایج بررسی دمای کوری آلیاژ توسط دستگاه مغناطش سنج نمونه ارتعاشی(VSM) تحت تاثیر عملیات حرارتی مختلف نشان دهنده افزایش دمای کوری با گذار آهسته از منطقه دمایی استحاله منظم-نامنظم در دیاگرام فازی و یا گرمایش تا منطقه مذکور می باشد. به این صورت که دمای کوری آلیاژی که بعد از ذوب کوئنچ می شودͦ C 60، آلیاژی که بعد از ذوب به مدت 24 ساعت در دمایͦC 1000 آنیل می شود و سپس در آب کوئنچ می شودͦC 40 و آلیاژی که بعد از ذوب و کوئنچ تا دمایͦC 70 گرم می شود ͦC 5/45 می باشد. فاصله صفحات متوالی در ساختار کریستالی آلیاژ که با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) محاسبه شد نشان دهنده افزایش ناچیز فاصله صفحات کریستالی در نمونه بدون انجام عملیات حرارتی، در نتیجهی فرآیند خوشه ای شدن است. علاوه بر آن تصاویر حاصل از بررسی مورفولوژی سطحی آلیاژ با استفاده از میکروسکوپ نوری فرآیند خوشه ای شدن در شرایط مذکور را تایید می کند.
Ni-Cu (70.4-29.6 ; wt%) alloy was prepared by a Vacuum Arc Remelting (VAR) furnace and the effect of thermal treatment on structure and Curie temperature was investigated. The results of Inductively Coupled Plasma (ICP) and EDS analysis showed that specimens with 4 times remelting were homogenized. The Curie temperature of alloy that measured by vibrating sample magnetometry (VSM) under condition of slow cooling across from order-disorder transition of alloy was higher than specimens quenched from recrystallization temperature. Curie temperature (TC) of alloy that quenched after melting was 60 ͦ C ,TC of sample that annealed in 1000 ͦ C for 24 hours then quenched in water was 40 ͦ C and sample that after annealing twice heated up to 70 ͦ C was 45.5 °C . The d-spacing of the specimen without heat treatment, calculated by X-Ray Diffraction, had a little increase due to clustering. In addition, the surface morphology by optical microscope confirmed this behavior of Cu–Ni alloys in the different heat treatment.
https://www.metalleng.ir/article_33512_1490956dc74212647b825539cdbfa075.pdf
"دمای کوری"
"عملیات حرارتی"
"همگن سازی"
"خوشه ای شدن"
"استحاله منظم-نامنظم"
"Curie temperature"
" thermal treatment"
" homogenization"
" clustering"
"order-disorder transition"
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
95
101
10.22076/me.2018.79099.1166
33513
Research Paper
تاثیر ولتاژ بایاس بر ساختار، مورفولوژی و سختی پوشش نیترید زیرکونیوم ایجاد شده به روش کندوپاش مغناطیسی واکنشی
Effect of bias voltage on the structure, morphology and hardness of ZrN
coating deposited by reactive magnetron sputtering
رضا معدنی پور
rezamadanypoor@gmail.com
1
مسعود هاشمی نیاسری
mhashemi@iust.ac.ir
2
سید مرتضی مسعود پناه
masoodpanah@ut.ac.ir
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران
استادیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران،
استادیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران
در این پژوهش لایه های نیترید زیرکونیوم روی سیلیکون و فولاد زنگ نزن ۳۰۴ با روش کندوپاش مغناطیسی واکنشی پوشش داده شدند. تاثیر ولتاژ بایاس زیرلایه روی ساختار لایه ها، مورفولوژی و سختی مورد بررسی قرار گرفت. لایه ها بوسیله ی پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسختی سنجی و میکروسکوپ نیروی اتمی آنالیز شدند. بر اساس الگوهای پراش اشعه ایکس، تنها پیک های پراش ZrN مربوط به صفحات (۱۱۱) و (۲۰۰) مشاهده شدند که با افزایش ولتاژ بایاس از ۰ تا ۱۵۰ ولت اندازه دانه ها از ۱۹ نانومتر به ۱۳ نانومتر کاهش یافتند. علاوه براین، مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح مقطع همه ی لایه های نیترید زیرکونیوم، ساختار ستونی را نشان دادند. همچنین تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی از سطح پوشش ها افزایش زبری سطح پوشش ها با افزایش ولتاژ بایاس را نمایش دادند. افزایش ولتاژ بایاس تاثیر مستقیم روی اندازه سختی پوشش ها داشت که برای نمونه با بایاس ۱۰۰ ولت به اندازه بیشینه حدود ۱۷۲۰ ویکرز رسید. در ضمن اعمال ولتاژ بایاس تا یک حد بحرانی باعث افزایش تراکم لایه همراه با حذف تخلخل ها و افزایش تنش فشاری می شود و در صورتیکه مقدار ولتاژ بایاس بیشتر از ۱۰۰ ولت اعمال شود، به دلیل افزایش احتمال پدیده کندوپاش مجدد، خواص مکانیکی پوشش افت می کند.
ZrN thin films were deposited on silicon (111) and 304 stainless steel substrates using direct current (DC) reactive magnetron sputtering. Effects of the substrate bias voltage on the films’ structure, morphology and hardness were investigated. The films were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), atomic force microscopy (AFM) and microhardness tester. XRD patterns showed grain size refinement from 19 to 13 nm with an increase of bias voltage from 0 V to 150 V. In addition, (111) and (200) diffraction peaks were only present and other orientation were omitted. FESEM cross section of ZrN thin films showed a well aligned columnar structure. Based on AFM images, the surface roughness was also increased at higher bial voltages. The increase of bias voltage also resulted in hardness increase. Maximum hardness of 1720 Vickers was obtained at 100 V bias. Negative bias voltage induces some residual stress in the films due to the increase in film's density by the elimination of porosity and voids.
https://www.metalleng.ir/article_33513_81cda97950b5f34ad3802c353dd2ed24.pdf
نیترید زیرکونیوم
کندوپاش مغناطیسی
ولتاژ بایاس
Zirconium Nitride
Reactive Sputtering
Bias Voltage
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
102
107
10.22076/me.2018.79120.1168
33514
Research Paper
اندازه گیری تغییرات گرانروی روی مذاب با دما
Investigating on Viscosity Variation of Molten Zinc via Different Temperatures
سید حسین الهی
hossein.elahi@gmail.com
1
مجید رجایی
2
استادیار، مهندسی مواد و متالورژی-گرایش مواد پیشرفته، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک،
استادیار، مهندسی مکانیک- گرایش طراحی کاربردی، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک،
اندازه گیری گرانروی مذاب فلزات می تواند اطلاعات مفیدی برای فرایندهای تولیدی که بر پایه ذوب و انجماد باشد فراهم کند. در این مقاله از روش سقوط گلوله برای اندازه گیری گرانروی مذاب روی استفاده شده است. از انجایی که مذاب فلزات کدر هستند برای بررسی روند حرکت ساچمه در مذاب تغیراتی در روش مرسوم اعمال شده است. برای حل این مشکل و بررسی حرکت ساچمه در داخل مذاب مفتول نازک فولادی به ساچمه فرو رونده اتصال داده شد تا سرعت سقوط از انتهای مفتول فولادی که خارج از مذاب قرار می گیرد اندازه گیری شود. تغییرات گرانروی مذاب روی در دماهای مختلف اندازه گیری شده است و همانطور که انتظارمی رفت با افزایش دما گرانروی مذاب کاهش یافته است. با افزایش 300 درجه سانتیگراد گرانروی cP 474/0 کاهش یافته است. نرخ کاهش گرانروی در ابتدا زیاد (cP/°C004/0) ولی با افزایش بیشتر دما نرخ کاهش گرانروی کاهش (cP/°C0001/0) محسوسی یافته است. مذاب روی از سیالات ظریف بر است یعنی با افزایش نرخ برش و سرعت متوسط سقوط ساچمه گرانروی کاهش یافته است.
Viscosity measurement could provide valuable information for melting and solidification base processes. In this paper a falling ball viscometer is used for measuring molten zinc viscosity. The molten metals are not transparent, some changes are done in the structure of conventional method for tracing ball movement. To solve this problem and in order to trace the movement of the ball (as a falling object) in the melt, a thin steel rod was connected to the ball. The displacement of the ball could then be evaluated from the rod end, which is outside the melt.Viscosity changes versus temperature is studied and as expected the viscosity of the liquid tends to decrease by increasing the temperature. In the beginning the rate of viscosity reduction was high (0.004 cP/°C) but then with increasing temperature the rate of viscosity reduction was decreased (0.0001 cP/°C). Molten zinc is a shear thinning fluid which means by increasing shear rate and mean speed of falling ball the viscosity of molten zinc would drop.
https://www.metalleng.ir/article_33514_13fc9e74d8760bbd8b472b86ffc7ed46.pdf
ویسکوزیته
روی مذاب
ویسکومتر دمای بالا
Viscosity
Molten Zinc
High Temperature Viscometer
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
108
117
10.22076/me.2018.82384.1179
33515
Research Paper
بررسی اثر دمای ریختگی بر ریزساختار و خواص کششی گرم سوپرآلیاژ پایه آهن -نیکل
effect of pouring temperature on micro structure and hot tensile on Nickle-Iron base super alloy
علی رضا میرک
mirak@iust.ac.ir
1
مهسا قدسی
alireza.mirak@gmail.com
2
استادیار، مرکزتحقیقات مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران،
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی و فناوری های نوین، دانشگاه صنایع و معادن ایران،
در این پژوهش اثر دمای ریختهگری سوپر آلیاژ پایه آهن و نیکل N-155 بر مشخصات ریزساختاری و خواص مکانیکی گرم در این پژوهش اثر دمای ریختهگری سوپر آلیاژ پایه آهن - نیکل N-155 بر مشخصات ریزساختاری و خواص کشش گرم آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. مذاب در دماهای 1420، 1460، 1500، 1540 و 1580 درجه سانتی گراد به داخل قالبهای سرامیکی پیشگرم شده در محیط خلاء ریخته-گری شدند. سپس نمونههای ریخته شده در یک محفظه عایق تا دمای محیط سرد شدند. نتایج نشان داد که ریزساختار ریختگی آلیاژ شامل تک فاز گاما و فازهای رسوبی کربونیتریدی (MCN) است. در دمای ریختگی کمتر از 1460 ریز ساختار آلیاژ بدلیل وجود کاربید های اولیه شامل دانه های هممحور ریز است و با افزایش دمای ریختگی ریز ساختار اصلاح شده دندریتی درشت در جهت انتقال حرارت رشد یافته اند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که مورفولوژی فاز کاربیدی در دمای کمتر از 1460 از شکل script-like و بلوکی شکل در زمینه و مرز دانه ها در دماهای بالاتر به شکل فیلم های نازک و ناپیوسته عمدتا در مرز دانه آستنیت تبدیل شده اند. نتایج آزمون استحکام کششی گرم نشان داد که با افزایش دمای ریختگی تا 1500 درجه سانتی گراد بدلیل ایجاد ساختار اصلاح شده استحکام کششی تا 310 مگاپاسکال افزایش یافته است و با افزایش بیشتر دمای ریختگی بدلیل افزایش اندازه دانه و تغییر مورفولوژی کاربید به 245 مگاپاسکال کاهش پیدا کرده است، همچنین درصد ازدیاد طول به طور پیوسته با افزایش دمای ریختهگری افزایش پیدا کرده است
In this research effect of pouring temprature on the microstructure charactristics and hot tensile properties of an experimental Ni-Fe based superalloy N-155 has been investigated. the the melt was made in induction furnece by vacuum melting . All samples were poured in the preheated ceramic mould in different pouring temprature include of 1420, 1460, 1500, 1540 and 1580 °C and cooled down to room temprature in insolated conditions. The microstructure charactristics was analised by SEM and EDS tecniques. The hot mechanical properties was caried out in 816°C for each casting condition. The results show that the main microstructure consist of austenite as only dominate phase and the secand perciptation phase concist of MCN carbunitride as shown in continuse films precipteted in a long of grain boundries. A fine equiaxed / cellural structure can be shown in pouring temprature less than 1460°C due to initial dissolved carbids. The microstructure was modified to coarse dendritic structure inlongated in heat transpher direction at higher pouring temprature around of 1500 °C. The SE images showed that the carbides morphology are blocy and short script-like in matrix respectivly was preciptated in lower superheat while in higher temprature that change to the thin and non-continouse films which preciptated around of grains boundries. The hot UTS strength reached to 310 Mpa in 1500 °C due to modified structure and reduced to 245 Mpa because of enlarged grains and also elongation increases as pouring temprature rises.
https://www.metalleng.ir/article_33515_4a855158de68fd7f11be23d51286fb22.pdf
سوپرآلیاژ پایه آهن- نیکل
دمای ریختهگری
ریزساختار
خواص مکانیکی گرم
Ni-Fe base super alloy
pouring temperature
Microstructure
hot mechanical properties
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
118
128
10.22076/me.2018.82259.1174
33516
Research Paper
مطالعه و مقایسه روشهای اکستروژن برشی ساده و اتصال نورد تجمعی در بهبود خواص مکانیکی و ساختاری مس
Study and Comparison of Simple Shear Extrusion and Accumulative Roll Bonding Processes in Improving the Mechanical and Structural Properties of Copper
امیرحسین اسلامی
amir.hossein.e@hotmail.com
1
مصطفی بلالی
ahmadbalali2736@gmail.com
2
سیدمحمدحسین سیدکاشی
seyedkashi@birjand.ac.ir
3
دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک/دانشگاه بیرجند
دانشجوی دکتری/دانشگاه بیرجند
دانشیار ،مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند،
فرایندهای تغییرشکل پلاستیک شدید از جمله فرایندهایی هستند که در چند دهه اخیر بسیار مورد توجه محققین واقع شدهاند. در تغییرشکلهای پلاستیک شدید کرنش اعمالی مقدار بالاتری نسبت به فرایندهای معمولی تغییرشکل دارد که بسته به نوع تغییرشکل این مقدار متغیر می باشد. اکستروژن برشی ساده (SSE) و نورد تجمعی (ARB) از جمله فرایندهای تغییرشکل پلاستیک شدید برای دستیابی به ساختارهای نانومتری هستند. در پژوهش حاضر به منظور تکامل ساختار، ایجاد ساختار ریز دانه، بهبود و افزایش استحکام و سختی، مس خالص تجاری تحت فرآیند ARB و SSE قرارگرفت. تعداد پنج پاس نیروی پرس و هفت مرحله نورد تحت شرایط یکسان در دمای محیط بر نمونه ها اعمال گردید. پس از تهیه نمونههای فرآوری شده با استفاده از دو روش فوق، آنالیز ساختاری و مکانیکی در مراحل مختلف فرایند به منظور بررسی خواص انجام شد. خواص مکانیکی نمونه-های استاندارد تهیه شده با انجام آزمونهای سختی و کشش ارزیابی شد. آزمایشها نشان دادند که سختی، تنش تسلیم و استحکام با افزایش مراحل ARB و SSE بطور چشمگیری افزایش مییابند. همچنین نتایج بیانگر آن بود که نمونههای فرآوری شده با استفاده از روش ARB از لحاظ مشخصات ریزساختاری و رفتار مکانیکی دارای خواص بهتر و بارزتری نسبت به روش SSE می باشد. ساختار لایهای نیز با استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی شد.
Techniques of severe plastic deformation have been of continual interest in the production of novel metallic microstructures. Among these, accumulative roll bonding and simple shear extrusion have been extensively used in modern industry. In severe plastic deformations, applied strains have higher values than usual forming methods. Accumulative roll-bonding (ARB) and simple shear extrusion (SSE) processes are two severe plastic deformation processes capable of developing nanostructures. In this research, pure commercial copper was processes with ARB and SSE processes to obtain nanostructure and improve its structure, strength and hardness. Five passes of extrusion and seven passes of rolling were applied on the specimens with the same conditions. After preparing the specimens using both methods, mechanical and structural analyses were performed to evaluate the properties. Mechanical properties were measured using standard tensile and hardness tests. The results show that hardness, yield strength and ultimate tensile strength of the extruded and rolled specimens are increased by increasing the number of cycles. It was concluded that mechanical and structural properties of the specimens produced under ARB conditions appear to be better than SSE process. The layers structures were also studied by optical microscopy.
https://www.metalleng.ir/article_33516_272b338ff0f66eeee4c0787bec1a2206.pdf
اتصال نورد تجمعی
اکستروژن برشی ساده
کامپوزیت لایه ای مس
خواص مکانیکی
Accumulative roll bonding
Simple shear extrusion
Multilayer copper composite
Mechanical properties
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
129
138
10.22076/me.2018.69211.1147
33517
Research Paper
اثر باکتری احیاکنندۀ سولفات بر رفتار خوردگی فولادHSLA-X70 در محیط کشت باکتری
Effect of Sulfate Reducing Bacteria on the Corrosion Behavior of the HSLA X70 Steel in Bacteria Culture Medium
زهرا شهریاری
zahra2005shahryari@yahoo.com
1
خلیل الله قیصری
khalil.gheisari@yahoo.com
2
حسین معتمدی
hhmotamedi@yahoo.com
3
کارشناسی ارشد، مهندسی مواد، گرایش شناسایی و انتخاب مواد، دانشگاه شهید چمران اهواز،
استادیار، مهندسی مواد، گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز،
استاد، میکروبیولوژی، گروه زیستشناسی، دانشکده علوم ، دانشگاه شهید چمران اهواز،
در این پژوهش، خوردگی ناشی از عوامل میکروبیولوژیک در اثر متابولیسم باکتریهای احیا کننده سولفات (SRB) توسط رفتار الکتروشیمیایی و پدیدههای سطحی مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج حاصل از طیفنگاری امپدانس الکتروشیمیایی نشان میدهد که SRB با تغییر محیط کشت باکتری در طی یک ساعت اولیه تماس نمونه با محلول حاوی باکتری، منجر به افزایش مقاومت به خوردگی فولاد HSLA-X70از .cm2Ω 235 به .cm2Ω1651 میگردد. تصاویر ریزساختاری مربوط به نمونه قرار گرفته شده در محیط کشت فاقد باکتری، محصولات خوردگی را به صورت گسترده در مقایسه با نمونه قرارگرفته شده در محیط کشت حاوی باکتری نشان میدهد که سازگار با نتایج آزمونهای الکتروشیمیایی است. در عوض، نمونه قرار گرفته در تماس با SRB با جوانهزنی کلنیهای باکتری بر روی سطح همراه شده که گرچه با قلیایی نمودن محیط کشت آهنگ خوردگی یکنواخت را کاهش داده اما مکانهای مستعد حفرهزنی در زیر کلنیها را فراهم نموده است. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون چرخهای حساسیت به خوردگی حفرهای برای نمونه قرارگرفته در محلول حاوی باکتری را تایید می-نماید.
In this study, microbiologically influenced corrosion because of metabolite sulfate reducing bacteria (SRB) has been investigated in terms of its electrochemical behavior and surface phenomena. According to the results of electrochemical impedance spectroscopy, SRB through changing the bacteria culture medium during the first hour that sample was contacted to the bacteria solution, leads to an increase in corrosion resistance of HSLA X70 steels from 235 to 1651Ω.cm2. Microstructural examinations on the sample surface embedded in culture medium without bacteria, in comparison to the sample exposed to the culture medium with bacteria, indicate that corrosion products disperse widely which is consistent with the electrochemical tests results. On the contrary, sample exposed to the SRB included bacterial colonies, although shows a reduction in the uniform corrosion rate via the alkalization of the culture medium, provides sites under colonies which are prone to the pitting corrosion. The results of the cyclic polarization test confirm the susceptibility to pitting corrosion of the sample in the bacteria containing solution.
https://www.metalleng.ir/article_33517_37192d99689c9f396c3659a921cff5ab.pdf
باکتری های احیا کننده سولفات
فولاد HSLA-X70
آزمون پلاریزاسیون چرخه ای
طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
sulfate reducing bacteria
microalloyed X70 steel
cyclic polarization
electrochemical impedance spectroscopy
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
139
148
10.22076/me.2018.61731.1125
33518
Research Paper
مطالعه اثر جریان دو فازی گاز- جامد درون سیکلون بر رفتار خوردگی ایمرژن تیوبها به روش عددی و ارزیابی ریزساختاری
Effect of Two-Phase Gas-Solid Flow into the Cyclone on the Immersion Tubes Behavior by Numerical Method and Microstructural Analyses
حمید سازگاران
hamid.sazegaran@gmail.com
1
سید محمد جوادی
mohammad.javadi@qiet.ac.ir
2
استادیار گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه مهندسی فناوریهای نوین قوچان
استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه مهندسی فناوریهای نوین قوچان،
صدمات ناشی از جریان دو فازی گاز- جامد در قطعات ایمرژن تیوب داخل سیکلونهای صنعت سیمان که عوامل خورنده محیطی و عوامل ساینده در آن وجود دارد، حائز اهمیت فراوانی است. در این مقاله، با شبیهسازی جریان دو فازی گاز- جامد داخل سیکلون به مطالعه اثر جریان ذرات و برخورد آنها بر خوردگی دیوارههای ایمرژن تیوب پرداخته شده است. نتایج شبیهسازی جریان گاز- ذرات جامد و نتایج به دست آمده از مطالعات سایش ذرات بر روی قطعات ایمرژن تیوب نشان میدهد که میزان برخورد ذرات و مقدار تنش برشی در نیمه بالایی در مقایسه با نیمه پایینی آن بیشتر است. علاوه بر این، مطالعات ریزساختاری صورت گرفته توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی قسمتهایی از قطعات ایمرژن تیوبها که به شدت دچار خوردگی شدهاند، نشان میدهد که کاربید کروم در مرزدانههای آستنیت تشکیل شده است و ترکها در امتداد مرزدانههای آستنیت جوانهزنی و رشد کردهاند. تشکیل کاربید کروم در مرزدانههای آستنیت منجر به فقیر شدن نواحی مجاور مرزدانهها از کروم میشود و در نتیجه، خوردگی مرزدانهای رخ میدهد. علاوه بر این، سایش ناشی از برخورد ذرات در نیمه بالایی قطعات ایمرژن تیوب منجر به تشدید خوردگی بر اساس مکانیزم خوردگی سایشی میشود.
Damage caused by the two-phase gas-solid flow on the immersion tubes into the cyclone in cement industry that involved the environmental corrosive and abrasive factors is very important. In this work, the effect of particle flow and impact on the corrosion of the immersion tube was studied by the simulation of two-phase gas-solid into the cyclone. The results of gas-solid particle flow simulation and investigation on the particle abrasion on the immersion tube were shown that the impact of particle and shear stress is more in the upper half compared to the lower half. In addition, microstructural studies conducted by optical and scanning electron microscopies on the severely corroded sections of immersion tubes were shown that chromium carbide in the grain boundaries of austenite is formed and the cracks nucleated and growth along the grain boundaries of austenite. Formation of chromium carbide in the grain boundaries of austenite caused to decreasing the chromium from the areas adjacent to the grain boundaries, and as a result, intergranular corrosion occurred. Furthermore, the abrasion of the particle impact on the upper half of the immersion tube leading to severe corrosion based on the erosion corrosion mechanism.
https://www.metalleng.ir/article_33518_8d059daa8487945ad8d48df121cb0481.pdf
ایمرژن تیوب
جریان ذرات
فولاد زنگنزن
خوردگی مرزدانهای
خوردگی سایشی
Immersion tube
Particle flow
Stainless steel
Intergranular corrosion
Erosion corrosion
per
انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران
مهندسی متالورژی
1563-1745
2018-06-22
21
2
149
167
10.22076/me.2018.75276.1158
33519
Research Paper
بررسی تغییر خواص استحکامی و سختی فولادH13طی خزش کوتاه مدت
Study of changes in the strength and hardness of H13 steel during short-term creep
زهیر سراجان
zohairsarajan@yahoo.com
1
سعید ناطق
s.nategh@srbiau.ac.ir
2
حمیدرضا نجفی دژده
hnajafi@srbiau.ac.ir
3
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی
استاد، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی،
استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی،
تغییر در خواص استحکامی و سختی آلیاژها عامل اصلی در تغییر نرخ کرنش طی خزش است. بنابراین، اندازه گیری این خواص و مطالعه ارتباط آنها با مقاومت خزشی دارای اهمیت میباشد. در این پژوهش، ارتباط بین دادههای سختی و مقاومت به خزش فولاد H13 طی خزش کوتاه مدت مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمونهای خزش تا شکست و نیز کرنش 1% در بازه دمایی C 600 ـ500 و تنش MPa 5/926 ـ872 انجام شد. سختیسنجی بر روی کلیه نمونهها و آزمون کشش بر روی نمونه های خزش با کرنش 1% و در دمای محیط صورت پذیرفت. برپایه نتایج، میانگین توان خزشی 4/5 در تمام بازههای تنشی و دمایی مبین غالب بودن مکانیزم خزش نابجائی بود. انرژی فعال سازی خزش این فولاد نیز کمتر از انرژی فعالسازی نفوذ در خود آهن آلفا (برابر 109 کیلوژول بر مول) بود که بیانگر نقش تنش در انرژی فعال سازی ظاهری این آلیاژ بود. همچنین، ارتباط خطی بین نسبت تغییرات سختی به نسبت عمر خزشی این آلیاژ مشاهده شد، هرچند که شیب آن برای دو بخش سر و گیج نمونههای خزش مقداری تفاوت از خود نشان داد. چنین ارتباطی، بررسی مقاومت خزشی و تخمین دقیقتر عمر باقیمانده فولاد H13 را امکانپذیر میسازد.
Changes in strength and hardness of alloys are the main factor affecting the strain rate during creep. Thus measuring these properties and studying their correlations to creep resistance is an important issue. In the current study, the relationship between hardness and creep resistance for H13 steel was investigated during short-term creep. Creep fracture and 1% creep ductility tests were carried out at 500-600 C and stress of 872-926.5 MPa. Hardness test was carried out on all specimens and tensile test was performed on 1% creep ductility specimens at room temperature. The stress power of 4.5 indicated that dislocation creep was the dominant mechanism. The creep activation energy was lower than the activation energy of the self diffusion of alpha iron (109 kJ/mol), which indicated the role of stress in the apparent activation energy of this alloy. A linear relationship has been observed between hardness variation ratio and creep life ratio, although the slopes for the head and gage were slightly different. This linear relationship makes it possible to more accurately predict the life of H13 steel in creep condition.
https://www.metalleng.ir/article_33519_b430c4a0f5f8387cc02ffa675d23f8f6.pdf
خزش
فولاد H13
استحکام تسلیم
سختی
مدول الاستیک
Creep
H13 steel
Yield strength
Hardness
Modulus of Elasticity