انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320On the free volumes of severely deformed pure Fe and Cu, similarities and differencesحجم آزاد در آهن و مس خالص تغییر شکل پلاستیکی شدید یافته، تشابه ها و تمایز ها4153899410.22076/me.2020.112690.1255FAنازنینفروزان مهراستاد پژوهشگر، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.0000-0002-3081-7316محمودنیلی احمدآبادیاستاد، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، پردیس دانشکد ه های فنی دانشگاه تهران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.حامدعبدوسکارشناسی، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، پردیس دانشکد ه های فنی دانشگاه تهران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.بابکفلاحیاستاد، بورد تخصصی پزشکی هسته ای، گروه پزشکی هسته ای، مرکز تحقیقات پزشکی هسته ای، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران.Journal Article20190810The present study aims to investigate the formation of free volumes in pure Fe and Cu processed by severe plastic deformation process using cold shape rolling. Transmission electron microscope for microstructural studies as well as dilatometric analyzes, radio tracer technique and density measurement for quantitative and qualitative analysis of free volumes were used. The results showed that a significant decrease in density was achieved after severe cold rolling. The results of dilatometric studies and radio tracer technique also confirmed the formation of high amount of free volumes in the severely deformed metals in comparison with the annealed metals. It was found that the relative increase of free volumes in the severely deformed Fe was higher than that of Cu. It was indicated that the high concentration of free volumes presented in the microstructure of processed metals at vacancies, dislocations, non-equilibrium grain boundaries, triple junctions, and nanovoids. In fact, the severe cold shape rolling process led to the formation of an inhomogeneous and ultrafine microstructure with the increase in free volumes in both processed Fe and Cu metals in the equivalent strain of 4.5. However, deformation mechanisms, microstructure, grain size, density reduction, and free volumes concentration as well as thermal behavior of each metal varied depending on its crystal structure and intrinsic properties.در پژوهش حاضر، تشکیل حجم آزاد در فلزات آهن و مس خالص فرآوری شده به روش تغییر شکل پلاستیکی شدید با استفاده از نورد شکل دار سرد مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی برای مطالعات ریز ساختاری و از آنالیز های دیلاتومتری و نفوذ رادیو ردیاب و چگالی سنجی جهت بررسی های کمی و کیفی حجم آزاد بهره گرفته شد. نتایج نشان داد کاهش چگالی قابل ملاحظه ای پس از اعمال نورد شکل دار سرد شدید حاصل گردید. نتایج حاصل از بررسی های دیلاتومتری و نفوذ رادیو ردیاب نیز مؤید آن بود که میزان بالایی حجم آزاد در مقایسه با فلزات آنیل شده تشکیل شده است. افزایش نسبی حجم آزاد در نمونه آهن بیش از مس در شرایط مشابه بدست آمد. بررسی های ریزساختاری فلزات فرآوری شده حاکی از تشکیل حجم آزاد به صورت چگالی بالای عیوب جای خالی، نابجایی ها، مرزدانه های غیر تعادلی، اتصالات سه گانه و نانوحفرات می باشد. در واقع، فرآیند نورد شکل دار سرد شدید منجر به ایجاد یک ساختار ناهمگن و فوق ریزدانه همراه با افزایش حجم آزاد در هر دو فلز آهن و مس فرآوری شده در کرنش معادل 5/4 شد، ولی مکانیزم تغییر شکل، نوع ساختار ایجاد شده، اندازه دانه ها، میزان کاهش چگالی و تغییرات حجم آزاد و هم چنین رفتار حرارتی بسته به نوع فلز به دلیل تفاوت در ساختار کریستالی و خواص ذاتی متفاوت بود.https://www.metalleng.ir/article_38994_50ca3a3bb3e7bf160f31f82354221313.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320Non-Isothermal Kinetic Analysis of Oxidation of Mg-0.15Al Alloy Powderبررسی سینتیکی فرایند اکسیداسیون پودر آلیاژی Mg-0.15Al تحت شرایط حرارتدهی غیرهمدما16273991110.22076/me.2020.118339.1273FAمهرانشفیع حسینیدانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.سعیدحسنیاستادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.0000-0001-7093-8262Journal Article20191213In the present study, kinetic of oxidation process in Mg-0.15Al powders under non-isothermal condition was studied to determine the empirical kinetic triplets (activation energy (E), pre-exponential factor (A), and kinetic models of reaction (f(α))). In order to determine the mechanism of this process, the phase and structural studies were done by using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) methods, respectively. The obtained results showed that magnesium oxide (MgO) and spinel (MgAl2O4) phases were formed from the initial Mg and Al12Mg17 phases during the oxidation process. Microstructural observation confirmed the phenomena occurring during oxidation by the evolution of morphology of particles. Also, the isoconversional, invariant kinetic parameters (IKP) and fitting models were used to investigate the kinetic of this process and to determine the kinetic parameters. The obtained results revealed that this reaction is controlled by a nucleation and growth mechanism with the activation energy (Eα) in the range of 150-320 kJ/mol.در این پژوهش سینتیک فرایند اکسیداسیون پودر Mg-0.15Al تحت شرایط حرارتدهی غیر همدما با هدف تعیین متغیرهای سهگانه شامل (انرژی فعالسازی، ضریب پیشنمایی و مدل واکنش) مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین مکانیزم این تحول، محصولات حاصل از این فرایند با استفاده از آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به ترتیب مورد بررسیهای فازشناسی و ریزساختاری قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان دادند که در طی این فرایند، فازهای اولیه منیزیم (Mg) و گاما (Al12Mg17) به فازهای اکسید منیزیم (MgO) و اسپینل (MgAl2O4) تبدیل میشوند. وقوع تحولات مختلف در حین فرایند اکسیداسیون نیز از طریق تغییرات شکل ظاهری ذرات در طی مشاهدات ریزساختاری به خوبی تایید شد. همچنین به منظور تعیین متغیرهای سینتیکی این فرایند از روشهای همتبدیلی و انطباقی معکوس و مستقیم استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که مکانیزم این واکنش تحت کنترل جوانهزنی و رشد بوده و انرژی فعالسازی آن در محدوده kJ/mol 150 تا kJ/mol 320 محاسبه شد.https://www.metalleng.ir/article_39911_437d2c4de406d5e46cb45e9802811f31.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320mechanochemical reduction of Cobalt oxide by Aluminum and carbon and investigating the effect of milling parameters on the production of Co-Al2O3 composite powderاحیاء مکانوشیمیایی اکسید کبالت با آلومینیوم و کربن و بررسی تأثیر پارامترهای آسیاکاری در تولید پودر کامپوزیتی Co-Al2O3283724159310.22076/me.2020.108174.1248FAحجتغیبت خواجهفارغالتحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.داریوشجواب وراستادیار، دانشکده مهندسی هوا و فضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران.حامدعباسیدانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی هوا و فضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران.مسعودگودرزیدانشیار، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.Journal Article20190520In this study, cobalt-alumina composite was prepared in-situ by mechanochemical process using cobalt oxide as a raw material in the presence of aluminum and carbon as reducing agents, for this purpose released heat from aluminothermic reaction was used in order to activate the carbothermic reaction. In this respect, milling the powder mixture of Co3O4-Al-C was done by a high energy ball milling device (fast mill) and also, the effect of different parameters such as speed, time, and ball-to-powder ratio on the final production was investigated. The milled powders were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). According to the results of XRD analysis and distribution map of elements after 12 hours of milling, the redox reaction completely occurred and as a result, the peaks corresponding to the cobalt and alumina phases appeared in the diffraction pattern. The increase in milling time from 12 to 36 resulted in a decrease in the crystallites size of the cobalt and alumina phases up to 9 and 20.3 nm, respectively. On the other hand, with an increase in the speed of 350 to 450 rpm, the particle size distribution has been uniformly and size of the agglomerates produced in the powder mixture has decreased. Also, according to SEM images, increasing the ball to powder ratio from 15:1 to 40:1 resulted in a reduction in the average particle size below 1 μm and a more uniform distribution of the alumina reinforce phase in the cobalt background.در این پژوهش تولید کامپوزیت کبالت-آلومینا به صورت درجا و به کمک فرآیند احیاء مکانوشیمیایی از ماده اولیه اکسید کبالت در حضور عوامل احیاء کننده آلومینیوم و کربن مورد بررسی قرار گرفت، به طوری که از گرمای آزاد شده در طی واکنش آلومینوترمی جهت فعالسازی واکنش کربوترمی استفاده شد. در این راستا مخلوط پودری -Co3O4-Al-C در یک دستگاه آسیای گلولهای پر انرژی (fast mill) تحت فرآیند آسیاکاری قرار گرفت و همچنین تأثیر پارامترهای مختلف از جمله سرعت، زمان و نسبت گلوله به پودر بر محصول تولیدی نهایی مورد بررسی قرار گرفت. پودرهای آسیاکاری شده تحت آنالیز پراش پرتو اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) قرار گرفتند. با توجه به نتایج آنالیز XRD و نقشه توزیع عناصر بعد از دوازده ساعت آسیاکاری واکنش احیاء به صورت کامل رخ داد و در نتیجة آن پیکهای متناظر با فاز کبالت و آلومینا در الگوی پراش بهدست آمده ظاهر و کامپوزیت Co-33 wt% Al2O3 تولید شده است. افزایش زمان آسیاکاری از دوازده تا سی و شش ساعت منجر به کاهش اندازة کریستالیتهای فاز کبالت و آلومینا به ترتیب تا 9 و 20.3 نانومتر شد. از سوی دیگر با افزایش سرعت آسیاکاری از 350 تا 450 دور بر دقیقه توزیع اندازه ذرات یکنواختتر شده و اندازه آگلومرههای ایجاد شده در مخلوط پودری کاهش یافت. همچنین با توجه به تصاویر SEM، افزایش نسبت گلوله به پودر از 15:1 تا 40:1 منجر به کاهش متوسط اندازة ذرات به زیر یک میکرومتر و توزیع یکنواختتر فاز تقویت کننده آلومینا در زمینه کبالت شده است.https://www.metalleng.ir/article_241593_0db753e3cc5ea8e7ed2ab703d94955b7.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320Improving cyanidation process of the gold ore containing sulfide compounds by water treatment and adding sodium ferrateبهبود فرایند سیانوراسیون کانسنگ طلا حاوی ترکیبات سولفیدی توسط عملیات تصفیه آب و افزودن فرات سدیم38484310010.22076/me.2020.118104.1272FAمحسنعلی زادهپژوهشکده فولاد دانشگاه صنعتی اصفهان، ، اصفهان، ایران.0000-0002-8781-479Xمهدیعلی زادهدانشیار، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.علیصالحیشرکت سرور پویان رستاخیز. ، اصفهان، ایران.منوچهرمحمدیمدیر تحقیق و توسعه مجتمع طلای موته، ایران.Journal Article20191205Usually, hydrometallurgy concept is applied in gold extraction process; where, water is the most widely used raw material. Therefore, the quality of water plays a very important role in the process. This work is focused mainly on the effect of water quality on gold leaching process; specifically, when additives were employed. Water in various qualities, alkaline substances (calcium hydroxide and sodium carbonate) and sodium cyanide were used to prepare the leaching solution. The gold ore was characterized by scanning electron microscope; the titration and atomic absorption spectroscopy methods were used to determine the amount of free cyanide and soluble gold, respectively. The results indicated that, by adding sodium ferrate to water and also consider a roasting stage in the process, dramatic change occurred in terms the solubility of gold (from 0.1 to 1.1 mg/l) and free cyanide (from 475 to 510 mg/l). The leaching rate was also affected when sodium ferrate was added to the used water.در فرایند استحصال طلا به روش هیدرومتالورژی، آب بهعنوان پرمصرفیترین ماده اولیه کاربرد دارد که کیفیت آن میتواند نقش مؤثری بر عملکرد فرایند داشته باشد. بنابراین، هدف از این مقاله شناخت اثر کیفیت آب و حضور اکسیدان فرات سدیم در فرایند لیچینگ سیانیدی کانی طلا سولفیددار است. به همین منظور، فرایند لیچینگ سیانیدی ترکیبی از کانسنگهای حاوی طلا معادن سنجده و چاهخاتون با عیار تقریبی معادل mg/kg 2/1 توسط دستگاه بطری چرخان بهمدت 24 ساعت در دمای محیط انجام شد. جهت تهیه محلول لیچینگ از آب (با کیفیتهای متفاوت)، مواد بازی مختلف (آهک هیدارته و سدیم کربنات) و سیانید سدیم با خلوص بالا استفاده شد. جهت مشخصهیابی خاک از آنالیز صفحهای و مشخصه اشعه ایکس دستگاه میکروسکپ الکترونی روبشی استفاده شد. بهمنظور ارزیابی کیفیت آب از آزمونهای مختلف جهت شناسایی یونهای موجود استفاده شد. مقدار سیانید آزاد و طلای محلول بهترتیب از روش تیتراسیون و طیفسنجی جذب اتمی تعیین شد. نتایج نشان داد که استفاده از آب با سختی پایین حاوی اکسیدان فرات سدیم در لیچینگ سیانیدی طلای حاوی سولفید، مقدار طلای محلول از mg/l 0/1 به 1/1 و سیانید آزاد محلول از mg/l 475 به 510 افزایش یافت. همچنین جهت انجام مقایسه استفاده از اکسیدان فرات سدیم بر کاهش اثر حضور ترکیبات سولفیدی موجود در خاک، فرایند تشویه در دمای 700 درجه سانتیگراد بهمدت 60 دقیقه انجام شده است. مشاهده شد که افزودن اکسیدان فرات سدیم به آب علاوه بر اینکه منجر به افزایش سرعت لچینگ شد، تقریباً نتایج مشابهی با تشویهنمودن کانسنگ طلا حاوی سولفید دارد.https://www.metalleng.ir/article_43100_5dd3cbb8b144cb4ffc62269606ca6046.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320Investigation of effect of pH and calcination on Synthesis of nanostructured hydroxyapatite (HA) and flour-hydroxyapatite (FHA) by Sol-Gel Methodبررسی تاثیر pH و کلسیناسیون بر سنتز نانو کریستال هیدروکسی آپاتیت و فلوئورهیدروکسی آپاتیت به روش سلژل49614326310.22076/me.2020.121260.1282FAزهراانصاریدانشجوی دکتری، گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.مهدیکلانتردانشیار، گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.مهشیدخرازی های اصفهانیاستادیار، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.Journal Article20200205In the past two decades, there has been a growing trend towards the development and use of biomaterials such as hydroxyapatite and fluor-hydroxyapatite. Hydroxyapatite and fluor-hydroxyapatite have good bioactivity in human body and thus have good potential in biological applications. In this study, hydroxyapatite (HA; Ca10(PO4)6(OH)2) and flour-hydroxyapatite (FHA; Ca10(PO4)6(FOH)) nano powders were synthesized with two different methods of calcination and without calcination (adjust the pH value to about 11) by sol-gel processing. The Phase analysis, powder morphology, thermal behaviors, the bonds configuration, functional groups and biological assesment of the sinthesized samples were studied by X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermo-gravimetric and Differential Thermal Analysis (TG-DTA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Cell culture method respectively. The results of XRD analysis and FTIR showed the presence of hydroxyapatite and flour-hydroxyapatite phases. The average crystallite size estimated from XRD patterns using the Scherrer equation increased from 16 and 25 nm at adjust pH method to 34 and 35 nm at 600 C° for hydroxyapatite and flour-hydroxyapatite respectively. The SEM results showed that the morphology of all of the nanopowders was spherical and semi-spherical shape with size particles are less than 100 nanometers and also, the nanoparticle size of the powders increased with fluoride substitution and calcination. The result of Cell culture of samples without calcination indicates that the substitution of fluorine (F) into the hydroxyapatite (HA) crystal causes a significant increase in the cell proliferation.در دو دهه گذشته، توسعه و استفاده از مواد زیستی مانند هیدروکسیآپاتیت و فلوئور هیدروکسیآپاتیت روند رو به رشدی داشته است. هیدروکسیآپاتیت و فلوئورهیدروکسیآپاتیت زیستسازگاری خوبی در بدن انسانها داشته و لذا پتانسیل خوبی برای کاربرد به عنوان بیو سرامیک دارند. در این پژوهش با به کارگیری روش سلژل، نانو پودر هیدروکسیآپاتیت (HA; Ca10(PO4)6(OH)2) و فلوئور هیدروکسیآپاتیت (FHA; Ca10(PO4)6(FOH)) به دو روش متفاوت، انجام عملیات کلسیناسیون و بدون عملیات کلسیناسیون (تنظیم pH تا مقدار 11) سنتز شد. آنالیز فازی، ریخت شناسی پودر، رفتار حرارتی، نوع پیوندها، گروههای عاملی و ارزیابی خواص زیستی نمونههای سنتز شده به ترتیب توسط تفرق اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز حرارتی (TG-DTA)، آزمون طیف نگاری مادون قرمز (FTIR) و آزمایش کشت سلولی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مطالعات پراش پرتو ایکس و طیف سنجی مادون قرمز نشان دهنده ایجاد فازهای هیدروکسیآپاتیت و فلوئورهیدروکسیآپاتیت در هر دو روش بود. نتایج محاسبات اندازه متوسط بلورک پودرهای سنتز شده نشان داد که برای هیدروکسیآپاتیت و فلوئورهیدروکسیآپاتیت به ترتیب از 16 و 25 نانومتر برای نمونههای تنظیم pH به 34 و 35 نانومتر برای نمونههای کلسینه شده در دمای 600 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز نشان داد که ذرات کروی و شبه کروی با اندازه ذرات کمتر از 100 نانومتر هستند و با جایگزینی یون فلوئور و همچنین انجام عملیات کلسیناسیون اندازه متوسط نانوذره ها افزایش پیدا کرده است. بر اساس نتایج کشت سلولی نمونههای بدون عملیات کلسیناسیون، جایگزینی یون فلوئور در کریستال هیدروکسیآپاتیت باعث افزایش تکثیر سلولها شده است.https://www.metalleng.ir/article_43263_56584156dc7e8fdc3f17eccea82095fa.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320The Effects of Temperature and Time on the Kinetic of the Intermetallic Layers Growth During Aluminizing Process of a Low Carbon Steelتاثیر دما و زمان بر سینتیک رشد لایهی ترکیبات بین فلزی در فرایند آلومپاشی یک فولاد ساده کربنی62734470110.22076/me.2020.107017.1242FAهادیبرادران مهرآبادیدانشجوی دکتری، مهندسی مواد، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.حسنثقفیاندانشیار، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران ، تهران، ایران.مهدیدیواندریدانشیار، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران ، تهران، ایران.Journal Article20190428In this study, the effects of molten Al temperature and immersion time of steel samples on the joining of Al and steel and the formation and growth of intermetallic compounds, at the interface, were examined. Following surface pretreatment, steel rods were immersed into the pure aluminum melt (in an Alumina crucible) at temperatures of 680, 720, 760 and 800 Celsius and kept for different times of 5, 10, 15 and 20 minutes, at each temperature followed by air cooling after being taken out of the melt. (Then were taken out and cooled in airwhere.) Afterwards, the microstructure of interface between steel substrate and aluminium was examined by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Vickers hardness tests. The results showed that the main (two) intermetallic compounds formed at the Al/steel interface are FeAl3 and Fe2Al5 (were observed in reaction interface of steel substrate and aluminium. These intermetallic compounds were FeAl3 and Fe2Al5.) with a larger part of the intermetallic layer being the Fe2Al5 layer with a tongue- like morphology. As the temperature and time of immersion increase, only the thickness of the intermetallics changed without changing their composition. Thus, with increasing melt temperature and immersion time, the thickness of the intermetallic layer, especially Fe2Al5 layer, increased to a maximum value and then reduction of the thickness of the intermetallic layer was observed with further increase in temperature and time.در این تحقیق تاثیر دمای مذاب آلومینیم و زمان غوطهوری نمونه فولادی در آن، بر اتصال بین فولاد و آلومینیم و نحوه تشکیل و رشد ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک مورد بررسی قرار گرفت. میلههای فولادی پس از آمادهسازی سطحی، درون مذاب آلومینیم خالص و داخل بوتهی آلومینایی در دماهای 680، 720، 760 و 800 درجۀ سانتیگراد فرو برده شده و به ترتیب برای زمانهای مختلف 5، 10، 15 و 20 دقیقه درون مذاب نگهداشته شد. سپس از مذاب بیرون آورده و در هوا خنک شدند. پس از انجماد، ریزساختار فصل مشترک تشکیل شده بین زیرلایهی فولادی و آلومینیم با میکروسکوپ نوری(OM)، میکروسکوپ الکترونی(SEM) و اسپکتروسکوپی اشعه ایکس (EDS) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که لایهی بین فلزی از دوترکیب بین فلزی FeAl3 و Fe2Al5 تشکیل شده است، که بخش بیشتری از لایهی بین فلزی را لایهی Fe2Al5 با مورفولوژی زبانهای تشکیل داده است. با افزایش دما و زمان غوطهوری نوع ترکیبات تشکیل شده ثابت بوده و فقط ضخامت لایهی بین فلزی تغییر کرده است. بدین صورت که با افزایش دمای مذاب و زمان غوطهوری ضخامت لایهی بین فلزی و به وِیژه لایهی Fe2Al5 تا یک مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس با افزایش بیشتر دما و زمان، کاهش ضخامت لایهی بین فلزی مشاهده شده است.https://www.metalleng.ir/article_44701_bbd311d57a856ad0a5d57fb8781dda97.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174523120200320Simulation of heat transfer in gas tungsten arc welding of stainless steel type 304شبیه سازی انتقال حرارت در جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ فولاد زنگ نزن 30474834654210.22076/me.2020.122979.1284FAمصطفیجعفرزادگاناستادیار، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امامخمینی (ره)، قزوین، ایران.رضاتقی آبادیدانشیار گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امامخمینی (ره)، قزوین، ایران.محمد عمارمفیداستادیار گروه مهندسی نفت معدن و مواد دانشکده فنی مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران.Journal Article20200312In this paper, the distribution of temperature and thermal cycle in gas tungsten arc welding of stainless steel 304 is studied. The welding operation was performed under different heat inputs of 540 and 782 kJ/mm on the plates with 2 mm thickness. The Abaqus software was employed for simulation. The volumetric heat distribution, according to the double ellipsoidal (Goldak) model, was considered as the heat source of the welding and DFLUX subroutine was coded by FORTRAN. The simulation results were compared with the Rosenthal and Adams models and experimental results. The simulation results with both heat inputs are well compatible with the cross section dimensions of the welds, while the Rosenthal model predicts a smaller welds’ pool size. The temperature-time curves obtained from the simulation and Rosenthal model have considerable differences but their predicted cooling time and rate in the temperature range of 800 to 500 °c, especially in heat input of 782 kJ/mm, are close to each other (the difference is less than 7.2%). The results also showed that the maximum temperature of the regions farther from the fusion boundary in Adams model is predicted higher than that of simulation and Rosenthal model, while the results of simulation and Rosenthal model are closer to each other.در این مقاله توزیع دما و چرخه حرارتی در GTAW فولاد زنگنزن 304 مورد بررسی قرار گرفته است. جوشکاری با دو حرارت ورودی مختلف 540 و kJ/mm 782 بر روی ورقهایی با ضخامت mm 2 انجام شد. نرمافزار آباکوس برای شبیهسازی مورد استفاده قرار گرفت. توزیع حرارت جوشکاری بهصورت حجمی و بر اساس مدل بیضی دوگانه (گلداک) درنظر گرفته شد و زیرروال DFLUX به زبان فرترن کدنویسی شد. نتایج شبیهسازی در پیشبینی اندازه حوضچه جوشها، با مدلهای تحلیلی روزنتال و نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج شبیهسازی در هر دو حرارت ورودی با ابعاد مقطع عرضی جوشها سازگاری مناسبی دارند در حالی که مدل روزنتال اندازه جوشهای کوچکتری را پیشبینی میکند. منحنیهای دما-زمان حاصل از شبیهسازی و مدل روزنتال تفاوتهای قابل ملاحظهای با یکدیگر دارند ولی زمان و سرعت سرد شدن تخمینزده شده توسط آنها در محدوده دمایی 800 تا °c 500 به ویژه در حرارت ورودی kJ/mm 782 به هم نزدیک است (اختلاف کمتر از %2/7). نتایج همچنین نشان داد که دمای حداکثر در نواحی دورتر از مرز ذوب در مدل آدامز بیش از شبیهسازی و مدل روزنتال پیشبینی میشود در حالی که نتایج شبیهسازی و مدل روزنتال به یکدیگر نزدیکتر هستند.https://www.metalleng.ir/article_46542_c325a1f2d1226ac996f297052c91a683.pdf