انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174527220240621The effects of nanosized SiC particles on mechanical properties and wear behavior of AZ91/Mg2Si/5%SiC hybrid compositesتاثیر ذرات نانومتری SiC بر خواص مکانیکی و رفتار سایش کامپوزیت های هیبریدی AZ91/Mg2Si/5%SiC778871132410.22076/me.2024.2006605.1382FAمحمدضرغامیدانشگاه تهرانمهدیملکاندانشگاه تهرانمسعودامامیدانشگاه تهرانJournal Article20230711Hybrid composites provide a combination of properties such as tensile modulus, compressive strength and wear resistance, which cannot be obtained in ordinary composite materials. Usaully, these composites involves of one or two ex-situ and in-situ reinforce particles. In this study, the hybrid composite AZ91/Mg2Si/5wt%SiCP with micron-sized SiC particles was selected and, 1 and 2wt% nano-sized SiC were added to this composite. The present study investigated the effect of bimodal size SiC particles on the microstructure, mechanical, and wear properties of the cast and extruded composites and compared to the composites with micron-sized SiC reinforcement and base alloy. The present of Mg2Si and nano-sized of SiC particles had positive influence on the microstructure refinement and decrement of the grain size. The results show that the adding of 1 and 2wt% nano-sized SiCp significantly improved the microstructure, mechanical properties and wear resistance of the AZ91 alloy after hot extrusion. Using a less amounts of micro particles along with nano particles is a proper choice to improve mechanical properties and wear resistance.کامپوزیت‌های هیبریدی ترکیبی از خواص نظیر مدول کششی، استحکام فشاری و مقاومت به سایش را فراهم می-کنند که در مواد کامپوزیتی معمولی قابل حصول نیست. معمولا در این نوع کامپوزیت‌ها از یک یا دو جز تقویت کننده خارجی به همراه ذرات تشکیل شده در داخل آلیاژ به عنوان تقویت کننده درجا استفاده می‌شود و حسن این روش استفاده همزمان از مزایا و خواص مثبت این تقویت کننده‌ها است. در این پژوهش، کامپوزیت هیبریدی AZ91/Mg2Si/5wt%SiCP حاوی ذرات میکرومتری SiC انتخاب شده و مقادیر ۱ و ۲ درصد وزنی ذرات نانومتری SiC به این کامپوزیت اضافه شدند. ریزساختار، سختی، استحکام فشاری و همچنین رفتار سایشی نمونه-های آلیاژ پایه AZ91 و کامپوزیت های مذکور در دو حالت ریختگی و اکسترود شده بررسی و مقایسه شدند. بررسی‌های ریزساختاری نشان دادند که با حضور Mg2Si و افزایش نانو ذرات SiC، اندازه دانه کاهش یافته است. با افزودن مقادیر ۱ و ۲ درصد ذرات نانومتری SiC، میزان سختی، استحکام فشاری و مقاومت به سایش در دو حالت ریختگی و اکسترود شده نسبت به کامپوزیت حاوی ۵ درصد ذرات میکرومتری SiC و همچنین آلیاژ زمینه، افزایش قابل ملاحظه‌ای را نشان داد. در نتیجه، استفاده همزمان از مقادیر کمتر ذرات میکرو و نانومتری در مقایسه با کامپوزیت‌های حاوی مقادیر بالاتر ذرات میکرومتری گزینه بهتری جهت افزایش خواص مکانیکی و مقاومت به سایش است.https://www.metalleng.ir/article_711324_125dd9153820401dc73c07aa91ba8ee7.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174527220240621The effect of polypropylene fibers on the compressive strength of metakaolin-based geopolymerاثر الیاف پلی پروپیلن بر استحکام فشاری ژئوپلیمر پایه متاکائولن8910071375810.22076/me.2024.2007974.1383FAحمیدرضااحمدیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه، ساوه، ایران0000-0001-7213-9325مرتضیمحموداندانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوهدانیالشیرالیدانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوهJournal Article20230801The effect of polypropylene fibers was investigated by compression and bending tests, identification of the resulting phases by X-ray XRD diffraction pattern test and phase morphology by field microscope FE-SEM, investigation of thermal behavior and types of bonds formed by DTA-TG thermal test and FTIR was performed. The results showed that the strength increases with the increase in the storage time of the samples from 7 to 28 days. The addition of polypropylene fibers has increased the compressive strength compared to the sample without fibers. By adding 3% of 4 and 8 mm fibers, the compressive strength of 28 days increases by 46%. The XRD results showed that quartz and pyrophyllite minerals are the main remaining phases of these structures after the geopolymerization process in all samples. The FTIR results showed that in the geopolymeric samples, the CM-1 peak at 1030/63 has shifted to higher frequencies, i.e. 1528/171-1422/97 cm, which indicates the progress of the geopolymerization process. SEM images showed that the extrusion mechanism is more dominant than other mechanisms. The results show that samples containing 3% by volume of fibers have the highest compressive and bending strength and can be considered as optimal values.اثر الیاف پلی پرو پیلن به وسیله آزمون های فشاری و خمشی بررسی شد، شناسایی فازهای حاصل با ازمون الگوی پراش اشعه ایکس XRD و مورفولوژی فازها توسط میکروسکوپ میدانی FE-SEM، بررسی رفتار حرارتی و انواع پیوندها تشکیل شده با ازمون حرارتی DTA-TG و FTIR انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش مدت زمان نگهداری نمونه ها از 7 تا 28 روز استحکام افزایش می یابد. افزودن الیاف پلی پروپیلن باعث افزایش استحکام فشاری نسبت به نمونه بدون الیاف شده است. با افزودن 3% الیاف 4 و 8 میلی متری استحکام فشاری 28 روز، 46% افزایش می یابد. نتایج XRD نشان داد که مینرال های کوارتز و پیروفیلیت فازهای اصلی باقی مانده این ساختارها را پس از فرآیند ژئوپلیمریزاسیون در تمامی نمونه ها تشکیل می دهند. نتایج FTIR نشان دادند که در نمونه های ژئوپلیمری پیک CM-1 63/1030 به طرف فرکانس های بالاتر یعنی cm- 171/1528 – 97/1422 تغییر مکان داده است که نشان دهنده پیشرفت فرآیند ژئوپلیمریزاسیون است. تصاویر SEM نشان داد که مکانیزم بیرون زدن نسبت به دیگر سازو و کارها غالب تر است. نتایج حاصل بیانگر این موضوع می باشد که نمونه های حاوی 3% حجمی الیاف بالاترین استحکام فشاری و خمشی را در برداشته و می تواند به عنوان مقادیر بهینه در نظر گرفته شود.https://www.metalleng.ir/article_713758_5351c1dd6e5aaabea226c4d9f07fc786.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174527220240621Experimental-statistical analysis for laser coating of NiCoCrAlY powder on CMSX-4 nickel base superalloy by response surface methodتحلیل تجربی - آماری برای روکش‌کاری لیزری پودر NiCoCrAlY روی سوپرآلیاژ پایه نیکل CMSX-4 با روش سطح پاسخ10111471033810.22076/me.2024.2008171.1385FAعلی رضامیرکمجتمع دانشکاهی مواد و فناوری ساخت دانشگاه صنعتی مالک اشترداریوشبیرانوندیدانشگاه صنعتی مالک اشتررضاشجاع رضویمجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت دانشگاه صنعتی مالک اشترمحمدرضابرهانیمجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت دانشگاه صنعتی مالک اشترحامدنادری سامانیمجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت دانشگاه صنعتی مالک اشترJournal Article20230810This research examines the effect of laser single layer coating process parameters including laser power, scanning speed and powder feeding rate on the geometrical characteristics of the layer (width, height, depth of penetration and fusion) by mathematical and experimental models. The powder used is NiCoCrAlY, which is coated on a substrate of nickel base CMSX-4 superalloy by laser coating process. In order to optimize the parameters and reduce the time spent in repeating the process , Statistical-experimental modeling of single-pass freezing geometry and microstructure was done using response surface method and linear regression analysis. The results showed that the predicted values correspond to the measured values. This review confirms the effectiveness of the models obtained from the regression analysis. Finally, the relationship between the main process parameters and geometrical characteristics were studied. Statistical modeling showed that there is a linear relationship between the geometrical characteristics of single-pass coating and the main parameters of the process. The correlation coefficient for all obtained equations was more than 0.9. The modeling results showed that the laser power has a direct effect on all the geometric features, While the powder feeding rate only affects the thickness and has a negative effect on the width and depth of penetration of the coating layer, The scanning speed has a negative effect .The optimal parameters of the process obtained from the response surface method are the laser power of 850 W, the scanning speed of 15 mm/s and the powder feeding rate of 4 g/min.این تحقیق تاثیر پارامترهای فرایند روکش‌کاری تک لایه لیزری شامل توان لیزر، سرعت روبش و نرخ تغذیه پودر بر ویژگی‌های هندسی تک لایه (عرض، ارتفاع، عمق نفوذ و آمیختگی) را توسط مدل های ریاضی و تجربی بررسی می کند. پودر مورد استفاده NiCoCrAlY است که بر روی زیرلایه ای از سوپرآلیاژ پایه نیکل CMSX-4 توسط فرایند روکش‌کاری لیزری بررسی شد. به‌منظور بهینه‌سازی پارامترها و کاهش صرف زمان در تکرار فرایند، مدل‌سازی آماری-تجربی هندسه و ریزساختار انجمادی تک‌پاس با استفاده از روش سطح پاسخ و آنالیز رگرسیون خطی انجام شد. مدل‌سازی آماری نشان‌داد که رابطه‌ای خطی بین مشخصات هندسی روکش تک‌پاس و پارامترهای اصلی فرایند وجود دارد. مقدار ضریب هماهنگی برای تمامی معادلات به‌دست آمده بیش از 0.9 حاصل شد. نتایج مدل‌سازی نشان داد که توان لیزر بر تمام ویژگی‌های هندسی تأثیر مستقیم دارد، درحالی‌که نرخ تغذیه پودر تأثیر مستقیمی بر ضخامت روکش و اثر معکوس بر مقدار عرض و عمق نفوذ لایه روکش دارد. سرعت روبش نیز تأثیر معکوس بر مقدار عرض، عمق و ارتفاع لایه تک‌پاس دارد. پارامترهای بهینه فرآیند به‌دست‌آمده از روش سطح پاسخ (RSM) عبارت از توان لیزر 850 وات، سرعت روبش 15 میلی‌متر بر ثانیه و نرخ تغذیه پودر 4 گرم در دقیقه می باشند.https://www.metalleng.ir/article_710338_634e22a6c4fc19e17919adfd4ce7402e.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174527220240621Effect of cold rolling value on the shape memory property of Fe-9.5Ni-6.5Mn (wt.%) martensitic alloyتاثیر میزان نورد سرد بر خاصیت حافظه‌داری آلیاژ مارتنزیتی Fe-9.5Ni-6.5Mn (wt.%)11512470954310.22076/me.2023.2008739.1384FAحمیدرضاکوه داردانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20230807In this research, the effect of cold rolling percent on the microstructure and shape memory effect (SME) of an Fe-9.5Ni-6.5 Mn (wt.%) alloy was investigated. Experimental results such as X-ray diffraction (XRD) and electron backscatter diffraction (EBSD) analyses revealed that the microstructure of the initial alloy in the solution annealed condition was a fully lath -martensite with a high density of dislocation. Under cold rolling with 60 and 90% reductions in thickness, the austenite () phase with a fine grain size was partially induced in the martensite matrix through a shear transformation, resulting in the development of a dual-phase () steel. Strain-induced austenite inherited the dislocation structure from the parent martensite due to have a shear nature. In addition, the volume fraction of the induced austenite in the microstructure of the initial alloy increased by increasing the rolling percent. The tensile test results indicated a maximum shape recovery of 35% at 1% pre-strain for the 90% cold rolled specimen. Also, the observation of strain hysteresis in the cyclic stress-strain curve of the cold rolled specimen by 90% confirmed the presence of the pseudoelastic behavior for this sample. The presence of austenite phase with high density of dislocation in the dual-phase steel was the main reason for appearance the SME and pseudoelastic behavior.در این تحقیق، تاثیر میزان نورد سرد بر ریزساختار و اثر حافظه‌داری شکلی آلیاژ Fe-9.5Ni-6.5Mn (wt%) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیزهای پراش پرتو ایکس و پراش الکترون برگشتی نشان دادند که آلیاژ اولیه در حالت آنیل محلولی، دارای ریزساختار کاملا مارتنزیتی از نوع مارتنزیت آلفاپریم () با مورفولوژی لایه‌ای شکل همراه با دانسیته بالای نابجایی بود. پس از اعمال فرایند نورد سرد به میزان 60 و 90% بر روی آلیاژ اولیه، کسر کوچکی از فاز آستنیت () ریزدانه در اثر رخداد دگرگونی برشی در زمینه مارتنزیتی ایجاد شده و یک فولاد دوفازی () حاصل گردید. آستنیت ایجاد شده در اثر اعمال کرنش بدلیل داشتن ماهیت برشی، ساختار نابجایی را از فاز مارتنزیت مادر به ارث برد. همچنین، کسر حجمی آستنیت ایجاد شده در ریزساختار آلیاژ اولیه با افزایش میزان نورد افزایش یافت. نتایج آزمون کشش مقدار بیشینه بازیابی شکلی در حدود 35% در میزان پیش-کرنش 1% را برای نمونه نورد سرد شده به میزان 90% نشان داد. همچنین، مشاهده هیسترزیس کرنشی در نمودار تنش-کرنش سیکلی نمونه نورد شده به میزان 90% نشان از وجود رفتار سودوالاستیک در این نمونه بود. حضور فاز آستنیت با دانسیته بالای نابجایی در ریزساختار آلیاژ دوفازی ایجاد شده در اثر نورد، عامل اصلی مشاهده اثر حافظه‌داری شکلی و رفتار سودوالاستیک بود.https://www.metalleng.ir/article_709543_3d276e89e994e8ef9a64ee8d9bf989be.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174527220240621Effect of pulsed Nd:YAG laser welding parameters on hot cracking phenomenon in IN738 nickel base superalloyتاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر Nd:YAG پالسی بر پدیده ترک داغ در سوپرآلیاژ پایه نیکلی IN73812513771405910.22076/me.2024.2009165.1386FAمرتضیطاهریپژوهشکده مواد پیشرفته و انرژی های نو،سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران0000-0002-4358-921xکوروششیروانیگروه خوردگی و مهندسی سطح پژوهشکده مواد پیشرفته و انرژی‌های نو سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایرانایوبحلواییدانشگاه تهران، دانشکده متالورژی و مواد، تهران، ایرانمحمد جوادترکمنیمرکز ملی علوم و فناوری لیزر ایران، تهران، ایرانJournal Article20230813IN738 Ni-based superalloy has high-temperature strength and suitable creep properties due to the presence of a high volume fraction of γ' phase, which is widely used in the aerospace industry, including the manufacture of gas turbine blades. In this research, welding was performed by pulsed Nd:YAG laser on IN738 sheets with a thickness of 1 mm. By changing the parameters of pulse frequency, pulse duration, and welding speed, the change of welding properties was investigated. The results of microstructural investigations with optical and electron microscopes showed that the sensitivity to melting and solidification cracks decreases with increasing pulse frequency and pulse duration, the most important cause of which is the decrease in the welding cooling rate due to the increase in heat input. Contrary to most of the research, in this research, by increasing the welding speed, the sensitivity to melting and solidification cracks decreased, the most important reason for which is the elimination of the effect of plasma on the weld pool. It was found that pulsed Nd:YAG laser with pulse frequency, pulse duration, and welding speed of 21 Hz, 7 ms, and 9 mm/s, respectively, can obtain a weld with full penetration and no cracks, and the tensile and hardness test results also confirm this issue.سوپرآلیاژ پایه نیکل IN738 به سبب حضور کسر حجمی بالای فاز γ´، دارای استحکام دما بالا و خواص خزشی مناسبی است که بطور گسترده ای در صنایع هوافضا ازجمله ساخت پره های توربین گازی مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش، جوشکاری خودزا و بصورت هدایتی توسط لیزر Nd:YAG ضربانی بر روی ورق هایی از جنس IN738 به ضخامت mm 1 انجام گرفت. با تغییر عوامل بسامد ضربان، مدت زمان ضربان و سرعت جوشکاری، تغییر خواص جوش ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و الکترونی نشان داد که حساسیت به ترک ذوبی و انجمادی با افزایش بسامد ضربان و مدت زمان ضربان کاهش می یابد که مهمترین علت آن کاهش نرخ سرد شدن جوش ناشی از افزایش حرارت ورودی می باشد. بر خلاف اکثر تحقیقات صورت گرفته، در این تحقیق با افزایش سرعت جوشکاری، حساسیت به ترک ذوبی و انجمادی کاهش یافت که مهمترین علت آن حذف اثر پلاسما بر حوضچه جوش می باشد. مشخص شد که لیزر Nd:YAG ضربانی با بسامد ضربان، مدت زمان ضربان، و سرعت جوشکاری به ترتیب Hz ۲۱، ms 7 و mm/s ۹ می توان یک جوش با نفوذ کامل و با کمترین ترک به دست آورد که نتایج آزمون کشش و سختی نیز این موضوع را تائید می کند.https://www.metalleng.ir/article_714059_3d239caf75500530595632f097e7f438.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174527220240621Investigating on microstructure and corrosion resistance of Ti-10Mo alloy prepared by spark plasma sinteringبررسی ریزساختار و مقاومت به خوردگی آلیاژ Ti-10Mo تف جوشی شده به روش قوس پلاسما13814871406010.22076/me.2024.2009702.1388FAآرزوپورشجاعدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانمازیارآزادبهدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانمحمدرضااطمینانفردانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانامیرجوادپوردانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانلیلافتح یونسدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بناب، بناب، ایرانمهلاحکیمیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانJournal Article20230822In this research, the microstructure, distribution of elements and constituent phases, of SPSed Ti-10Mo alloy were evaluated and their effect on its corrosion resistance were investigated. To prepare Ti-10Mo alloy by spark plasma sintering, 90 wt.% of powder titanium was mixed with 10 wt.% of molybdenum powder in a ball mill for 10 hours. The ratio of ball to powder were 1:10. The powder mixture were sintered at 1250˚C at pressure of 50 MPa for 6 min in a vacuum of 0.1 Pa. In the microstructure β phase and α/β structure, in which acicular α phase have grown in the grain boundaries, are seen. Analysis of open circuit potential indicated that a passive film formed spontaneously on the alloy, and due the wide passive region that can be seen on the polarization curve, would another evidence to formation of the passive film. The EIS results also confirm that the passive oxide film formed on the alloy is a bi-layer structure consisted of an outer porous layer and an inner barrier layer, in which the inner barrier layer ensures the alloy a good corrosion resistance.در این پژوهش ریزساختار، توزیع عناصر و فازها و مقاومت به خوردگی آلیاژ Ti-10Mo ساخته شده به روش تف جوشی قوس پلاسما (SPS ) مورد بررسی قرار گرفت. برای ساخت آلیاژ Ti-10Mo به روش تف جوشی قوس پلاسما مقدار 90 درصد وزنی پودر تیتانیم با 10 درصد وزنی پودر مولیبدن در آسیای گلوله‌ای به مدت 10 ساعت با نسبت گلوله به پودر برابر 1 به 10 مخلوط شدند. نمونه‌های مخلوط پودری در دمای 1250 درجه سانتیگراد تحت فشار 50 مگا پاسکال، تحت خلاء 1/0 پاسکال و به مدت 6 دقیقه به روش قوس پلاسما ساخته شدند. ریزساختار این آلیاژ شامل فاز بتا و ساختار آلفا/بتا است که در مرزدانه‌های آن، دانه‌های سوزنی آلفا رشد کرده است. از بررسی‌های مربوط به پتانسیل مدارباز چنین استدلال می‌شود که یک لایه اکسید محافظ روی آلیاژ در معرض اکسیژن تشکیل می‌شود و با توجه به منطقه گسترده پسیو که روی منحنی پلاریزاسیون قابل مشاهده است نرخ خوردگی آلیاژ عمدتا توسط این لایه کنترل می‌شود. بررسی‌های مربوط به نمودارهای امپدانس الکتروشیمیایی نشان می‌دهند که لایه پسیو تشکیل شده بر روی آلیاژ دارای دو ثابت زمانی بوده و نتیجه‌گیری می‌شود که از یک لایه مانع داخلی و یک لایه متخلخل بیرونی تشکیل شده است که لایه مانع داخلی، مقاومت به خوردگی خوبی را برای آلیاژ تضمین می‌کند.https://www.metalleng.ir/article_714060_85ae85a865bd56ac5ab75c32b5cadad4.pdf