انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174528220250622Numerical and Experimental Investigation of Hot Deformation Behavior of Ti6Al4V with an equiaxed α–β microstructureبررسی عددی و تجربی رفتار تغییرشکل داغ آلیاژ Ti6Al4V با ریزساختار هم‌محور (آلفا/بتا)728870889010.22076/me.2023.562649.1368FAحسینعلیجان زادهدانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران،تهران،ایرانباقرمحمد صادقیهیات علمی دانشکده مواد- دانشگاه علم و صنعت ایرانحسینرضویدانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانبهمنمیرزاخانیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایرانJournal Article20220926In this study, the hot deformation behavior of Ti6Al4V alloy with an equiaxed microstructure (alpha/beta) was investigated using the Zener–Hollomon parameter and processing maps. Firstly, the stress-strain curves were derived from the hot compression tests, which were conducted at temperatures of 800 to 950°C and strain rates ranging from 10-3 to 1 s-1. Following the determination of the constants of the constitutive equations (ln A, α, n and Q) by using experimental flow curves, predicted flow curves were plotted. On the other hand, microstructural examinations and hardness tests were performed to reveal the microstructural changes and the heterogeneity index. The SimuFact-Forming (FEM) software was also used to simulate stress and strain distributions and dimensional changes in the test samples, as well as force-displacement curves during the hot compression tests. Based on the comparison results, it can be concluded that the hyperbolic sine equation provides more accurate approximations of the Zener-Hollomon parameter and the flow stress. According to the processing maps, the highest power dissipation efficiency was observed within the temperature range of 900 to 950 °C and the strain rate range of 0.3 to 1. Moreover, the unstable zones of processing map were indicated at low temperatures and strain rates (the temperatures between 800 and 840 °C within a strain rate of 10-3 to 0.03). The results showed that the force-displacement curves obtained from finite element simulations were in good agreement with those obtained from experiments.در این تحقیق، رفتار تغییرشکل داغ آلیاژ Ti6Al4V با ریزساختار هم‌محور دو فازی (آلفا/بتا) با استفاده از پارامتر زنر-هولومان و نقشه های فرآیند بررسی شد. در ابتدا منحنی های تنش-کرنش حاصل از آزمایش فشار گرم در محدوده دمایی 800 تا °C950 و در نرخ‌های کرنش تا 1 رسم شدند. پس از تعیین ثوابت معادلات بنیادین (ln A ، α، n و Q) با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، منحنی های تخمینی سیلان محاسبه شدند. از طرف دیگر بررسی های ریزساختاری و آزمایش سختی جهت مشاهده تغییرات ریزساختاری و محاسبه اندیس ناهمگنی انجام شد. با استفاده از نرم افزار المان محدود SimuFact-Forming توزیع تنش و کرنش، تغییرات ابعادی نمونه ها و منحنی نیرو-جابجایی در حین آزمایش فشار گرم شبیه‌سازی شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مشاهده شد که معادله سینوس هایپربولیک در تخمین پارامتر زنر-هولومان و تنش های سیلان از دقت بیشتری برخوردار است. مطابق نقشه فرآیند ترسیم شده، بیشترین بازدهی توان مصرفی در تمامی کرنش‌ها، در بازه دمایی900 تا °C950 و نرخ کرنش در محدوده 3/0 تا1 رخ می دهد. علاوه بر این، مناطق ناپایدار در نقشه فرآیند، غالبا در دماها و نرخ‌های کرنش پایین (دمای800 تا °C840 و نرخ کرنش تا 03/0) مشاهده شدند. همچنین نتایج نشان داد که تطابق خوبی بین منحنی های نیرو-جابجایی به دست آمده از شبیه‌سازی المان محدود و نتایج مشابه تجربی وجود دارد.https://www.metalleng.ir/article_708890_df792511c5713171ce656a716a23ae6b.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174528220250622Investigating the effect of poly-pyrrole and electrospinning parameters on polycaprolactone scaffold propertiesبررسی نقش پلی‌پیرول و پارامترهای الکتروریسی روی خواص داربست پلی‌کاپرولاکتون899872041010.22076/me.2025.2037693.1414FAسید مجتبیزبرجددانشگاه شیراز0000-0002-4632-409Xزهراثابت بکتیبخش مهندسی مواد، دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز0009-0003-7858-7972Journal Article20240806The aim of this research is to fabricate polycaprolactone (PCL) and polycaprolactone/poly-pyrrole (PCL/PPy) scaffolds by electrospinning method. In order to investigate the effect of electrospinning parameters and concentration of both polycaprolactone and PPy on the morphology, wettability and electrical conductivity of electrospun scaffold the following method is done. Concentrations of PCL and PPy are selected 17, 20, 25%wt and 0, 2.5, 5 and 10%wt respectively. Also, the electrospinning is performed at different voltage (i. e. 12, 14 and 16 kV). The results indicate that increasing the concentration of polycaprolactone has increased the fiber diameter, decreased the number of beads, and changed the morphology of the beads from spherical to spindle-shaped and elongated. The lowest number of beads is observed for all samples at 14 kV voltage. Polycaprolactone scaffold with a concentration of 25%wt and a voltage of 14 kV is selected as the optimal sample and poly-pyrrole particles were added to this sample. By adding poly-pyrrole particles with a concentration of 2.5%wt, the diameter of the fibers increased, and then by increasing the concentration to 5 and 10%wt, the diameter decreased. Due to the hydrophilic nature of poly-pyrrole, increasing its concentration has improved the hydrophilicity of the scaffold. Also, by adding 5%wt of poly-pyrrole particles, the electrical conductivity of polycaprolactone fibers has increased from 1.1 × 10-12 to 4.7 × 10-9 siemens per meter.داربست یک بستر موقت برای حمایت از سلول‌ها، با هدف ترمیم و بازسازی عیوب بافت‌های مختلف بدن است و باید ویژگی‌هایی مشابه با بافت هدف داشته باشد. هدف از این تحقیق، ساخت داربست پلی‌کاپرولاکتون و پلی‌کاپرولاکتون/پلی‌پیرول به روش الکتروریسی و بررسی تاثیر غلظت پلی‌کاپرولاکتون (17، 20 و 25 درصد‌وزنی)، ولتاژ (12، 14 و 16 کیلوولت) و غلظت پلی‌پیرول (0، 5/2، 5 و 10 درصد‌وزنی) روی مورفولوژی، ترشوندگی و هدایت الکتریکی الیاف است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش غلظت پلی-کاپرولاکتون، باعث افزایش قطر الیاف، کاهش تعداد مهره‌ها و تغییر مورفولوژی مهره‌ها از حالت کروی به دوکی‌شکل و کشیده شده است. برای همه‌ی نمونه‌ها در ولتاژ 14 کیلوولت، کمترین تعداد مهره مشاهده شد. داربست پلی‌کاپرولاکتون با غلظت 25 درصد‌وزنی و ولتاژ 14 کیلوولت به عنوان نمونه بهینه انتخاب شد و ذرات پلی‌پیرول به این نمونه افزوده شد. با افزودن ذرات پلی‌پیرول با غلظت 5/2 درصد‌وزنی، قطر الیاف افزایش و سپس با افزایش غلظت تا 5 و 10 درصد وزنی، قطر کاهش یافته است و به دلیل ماهیت آب‌دوست پلی-پیرول، افزایش غلظت آن، آب‌دوستی داربست را بهبود بخشیده است. همچنین با افزودن 5 درصد وزنی از ذرات پلی‌پیرول، هدایت الکتریکی الیاف پلی‌کاپرولاکتون از 12-10 × 1/1 به 9-10 × 7/4 زیمنس بر متر افزایش یافته است.https://www.metalleng.ir/article_720410_35ba8d621a78203ee65ebe867e909f55.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174528220250622The influence of mechanical deformation processes on the homogenization of the FeCoCrNiC high-entropy alloyتاثیر فرآیند تغییرشکل مکانیکی بر همگن‌سازی آلیاژ آنتروپی بالای FeCoCrNiC9910771517710.22076/me.2024.2038976.1415FAامیرسیف الدینیدانشکده مهندسی معدن و متالورژی - بخش متالورژی صنعتیJournal Article20240818This study investigates the microstructure and mechanical properties of as-cast high-entropy alloy FeCoCrNiC. The alloy was subjected to hot rolling at 1000°C and 1100°C, followed by homogenization at 1000°C for 5 hours between each rolling pass. X-ray diffraction (XRD) analysis was employed to identify the phases present, while optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were used to examine microstructural changes. Microhardness testing was conducted to evaluate mechanical properties. The as-cast alloy exhibited a non-homogeneous, three-phase microstructure consisting of an FCC matrix, chromium-rich BCC regions, and graphite. This resulted in significant variations in hardness across different phases. To address this issue, a series of thermomechanical treatments were performed. The results showed that after thermomechanical processing, the graphite particles were dispersed and partially dissolved, leading to a reduction in their quantity and a more homogeneous microstructure. Consequently, the hardness values became more uniform.<br><br>Keywords: High-entropy alloy, thermomechanical processing, homogenization, microstructure, microhardness.در این تحقیق ریزساختار، خواص مکانیکی آلیاژ آنتروپی بالای ریختگی FeCoCrNiC مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند نورد گرم یکبار در دمای °C 1000 و بار دیگر در دمای ᵒC 1100 انجام شد به گونه‌ای که بین هر مرحله نورد، عملیات همگن‌سازی در دمای ᵒC 1000 به مدت 5 ساعت انجام شد. به منظور تعیین فازهای موجود در آلیاژ، آنالیز فازی پراش پرتو ایکس، برای بررسی تغییرات ریزساختاری از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی ، برای خواص مکانیکی آزمون‌های ریزسختی سنجی مدنظر قرار گرفت. نتایج بررسی‌ها نشان داد که آلیاژ آنتروپی بالای FeCoCrNiC در شرایط ریخته‌گری شده دارای ساختار غیرهمگن سه فازی بود شامل فاز زمینه با ساختار FCC، مناطقی با مقدار کروم بالا با ساختار BCC و فاز گرافیت است. از این رو مقادیر سختی در هر فاز نسبت به فاز دیگر اختلاف زیادی داشت. برای رفع این مشکل عملیات همگن سازی طی یک سری مراحل ترمومکانیکی در دستور کار قرار گرفت. بررسی‌ها نشان داد که بعد از عملیات ترمومکانیکی، گرافیت‌ها در ساختار پخش و تا حد زیادی حل شده بودند و از این رو مقدار آن‌ها کاهش یافته بود. همچنین نتایج سختی به مراتب همگن‌تر شده بود.https://www.metalleng.ir/article_715177_15fa80b7735fd66a698204b5576967dd.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174528220250622Reducing the damping factor in shape-memory scaffolds by increasing pneumatic pressure during the bio-extrusion processکاهش ضریب اتلاف در اسکفولدهای حافظه دار توسط افزایش فشار پنوماتیک در فرآیند اکستروژن زیستی10811572129910.22076/me.2025.2042028.1417FAکامیابپورباقری جیرندهیدستیار پژوهشی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.عبدالحسینجلالی آقچایدانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.0000-0003-2735-6763شهراماعتمادی حقیقیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران.سید هاشمسزاوار سیدی جندقیاستاد، مرکز تحقیقات پیشگیری غدد و متابولیسم قلب و عروق، بیمارستان حضرت رسول اکرم (ص)، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران.Journal Article20240926Cardiac stent are intracorporeal structures used to open blocked coronary arteries caused by fatty plaques or metabolic abnormalities, and they can be utilized in either temporary or permanent forms. In this study, the effect of pressure parameter in the additive bio-manufacturing process (FDM) on the loss coefficient (Tan δ) of smart polymeric stents was investigated. The objective of this research is to enhance the shape memory effect of polymeric stents without the use of plasticizers or lubricants, and without the addition of polymeric nanocomposites. The results obtained from experimental DMTA and SEM analysis indicate that pressure variation during manufacturing leads to an 18.8% reduction in the loss coefficient and enhances the shape memory effect in the range approaching the shape memory region. Additionally, the results confirm the increase in atomic Van der Waals forces and the reduction of covalent and molecular bond lengths within the structure of the memory stent. These molecular composition changes provide the memory stent with greater elasticity and an improved capacity for energy storage within the smart active range.استنت های قلبی ساختارهای درون تنی جهت بازگشایی عروق قلبی انسداد پیدا کرده توسط پلاکت های چربی و یا ناهنجاری های متابولیسمی هستند که به دو صورت موقت و دائمی قابلیت استفاده دارند. در این پژوهش به بررسی اثر پارامتر فشار در فرآیند ساخت افزایشی FDM زیستی بر ضریب اتلاف Tan استنت پلیمری هوشمند پرداخته شده است. هدف از پژوهش حاضر افزایش اثر حافظه شکلی استنت‌های پلیمری بدون استفاده از پلاستی‌سایزرها یا روان‌سازها و نیز بدون استفاده از ترکیب نانو ذرات پلیمری و مرکب بوده است. نتایج استخراج شده در بررسی آزمایشگاهی DMTA و SEM نشان داده است که تغییر فشار ساخت سبب کاهش 18.8 درصدی ضریب اتلاف همچنین افزایش اثر حافظه شکلی در دامنه ورود به ناحیه حافظه شکلی شده است. همچنین، افزایش نیروی واندروالس اتمی و کاهش طول پیوندهای کووالانسی و مولکولی در ساختار استنت حافظه‌دار را اظهار و تایید می‌کند. این تغییرات در ترکیب مولکولی، به استنت حافظه‌دار قابلیت ارتجاعی بیشتر و ظرفیت بهبود یافته برای ذخیره انرژی در دامنه هوشمند فعال را می‌بخشد.https://www.metalleng.ir/article_721299_6fc9905b36eb2ff2dc033daaaadcba36.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174528220250622Investigating the effect of dual-phase steel production heat treatment method on the hardness and strength of NiCrMoV steelبررسی اثر روش عملیات حرارتی فولاد دوفازی بر سختی و استحکام فولاد NiCrMoV11612472479910.22076/me.2025.2044783.1419FAمحمدعلیآقامرشدیدانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشکدگان فنی دانشگاه تهرانشهرامرایگاندانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشکدگان فنی دانشگاه تهرانجعفرراثی زاده غنیدانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشکدگان فنی دانشگاه تهرانJournal Article20241105In this research, two dual-phase heat treatment methods- intermediate quenching and step quenching- on NiCrMoV low alloy steel were compared using microstructural analysis, Vickers hardness, and tensile test. The results demonstrated that at 760 °C, a constant intercritical temperature, the step quenching method was much faster due to the single-step process contrary to intermediate quench, which is a multi-step that causes complex microstructure, including tempered martensite and fresh martensite. According to the microstructural analysis, this method produces more martensite fraction. After 60 minutes, the hardness of the intermediate quenched sample was almost equal to that of the step-quenched sample, though it had a smaller intercritical martensite fraction. However, due to the increase in ferrite production rate compared to the intercritical martensite, the hardness of the intermediate quenched sample was decreased after 60 minutes from 338 to 287 vickers. In the step-quenched sample, no specific changes were observed by increasing the time more than 60 minutes. This issue indicated that the step-quenching process was almost completed after 60 minutesدر این پژوهش به مقایسه دو روش عملیات حرارتی فولادهای دوفازی یعنی کوئنچ میانی و کوئنچ پله‌ای برای فولاد کم‌آلیاژ NiCrMoV با استفاده از آزمون سختی سنجی، آزمون کشش و آنالیز تصویری پرداخته شد. نتایج این آزمایش‌ها مشخص کردند که در دمای ثابت بین‌بحرانی °C۷۶۰ روش کوئنچ پله‌ای به علت تک مرحله‌ای بودن فرآیند، زمان کمتری برای تکمیل شدن احتیاج دارد و در روش کوئنچ میانی فرآیند به صورت چند مرحله‌ای است که همین موضوع باعث وجود مارتنزیت تمپر شده و مارتنزیت تازه در کنار هم می‌شود. همچنین با توجه به آنالیز تصویر، می‌توان مدعی شد که کسر مارتنزیت بیشتری نیز در روش کوئنچ پله‌ای تولید کرده است. همچنین نتایج سختی‌سنجی نشان دادند که در نمونه کوئنچ میانی شده با وجود کسر مارتنزیت بین‌بحرانی و تمپر‌نشده‌ی کمتر، در زمان ۶۰ دقیقه میزان سختی با روش کوئنچ پله‌ای برابر است اما به علت افزایش شدید نرخ تولید فریت نسبت به مارتنزیت بین‌بحرانی، سختی نمونه کوئنچ میانی شده از ۶۰ دقیقه به بعد کاهش دارد و از ۳۳۸ ویکرز به ۲۸۷ ویکرز می‌رسد. در نمونه کوئنچ پله ای شده با افزایش زمان از 60 دقیقه تغییرات خاصی مشاهده نمی‌شود و این مشخص می‌کند که فرآیند کوئنچ پله‌ای تقریبا در ۶۰ دقیقه تقریبا به پایان می‌رسد.https://www.metalleng.ir/article_724799_92873e186d929cb93cd89aff98f8acae.pdfانجمن مهندسی متالورژی و مواد ایرانمهندسی متالورژی1563-174528220250622Investigation of microstructural and mechanical properties of AZ31/GO nanocomposite produced by friction stirبررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری نانوکامپوزیت AZ31/GO تولید شده با استفاده از فرایند اصطکاکی12514172047010.22076/me.2025.2047222.1420FAزلیخاکریمیدانشگاه علم و صنعت ایرانحمیدرضاجعفریاندانشگاه علم و صنعت ایران0000-0002-8405-3913محمدتقیصالحیدانشگاه علم و صنعت ایرانعلیرضاایوانیدانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20241201In this research, AZ31 alloy and AZ31 alloy reinforced with graphene oxide particles (i.e., AZ31-GO nanocomposite) were subjected to friction stir processing (FSP) and their microstructure and mechanical properties were compared. The FSP process was carried out under a constant advance speed of 85 mm/min, rotation speeds of 1180 and 1500 rpm, and shoulder diameters of 12 and 16 mm. After applying the FSP process, the grain size in the AZ31 and AZ31-GO nanocomposite samples reached from 80 micrometers to about 3.5 and 3.7 micron, respectively. Hardness in FSP samples increased by about 36% and in composite samples by about 28%, which increase in hardness can be attributed to fine graining through dynamic recrystallization, pinning of boundaries by secondary phase particles and reinforcement particles and prevention of dislocations climbing by reinforcing particles. Microstructural observations showed that increasing the rotation speed and shoulder diameter causes a homogeneous and uniform distribution of graphene oxide in the microstructure. The tensile test was performed with a strain rate of 0.05s-1. Elongation and UTS in FSP and nanocomposite sample with 12 mm shoulder diameter reached from 38.082 and 212.8686 MPa to 37.5 %, 246.9484 MPa, and 31.74 %, 257.0776 MPa, respectively.در این پژوهش آلیاژ AZ31 و یک نانو کامپوزیت با زمینه‌ی آلیاژ مذکور همراه با ذرات تقویت کننده‌ی اکسید گرافن، تحت فرایند اصطکاک همزنی قرار داده شدند و خواص مکانیکی و ریزساختاری آن‌ها با یکدیگر مقایسه شدند. فرایند اصطکاک همزنی تحت سرعت پیشروی ثابت 85 میلی متر بر دقیقه و سرعت‌های دوران 1180 و 1500 دور بر دقیقه و قطر شانه 12 (12D) و 16 (16D) میلی‌متر انجام شد. اندازه دانه در نمونه تحت فرایند اصطکاکی همزنی شده و نانوکامپوزیتی از 80 میکرومتر به ترتیب به حدود 5/3 و 7/3 میکرومتر رسید. سختی در نمونه‌های تحت فرایند اصطکاکی همزنی قرار گرفته در حدود 36 درصد و در نمونه‌های کامپوزیتی در حدود 28 درصد افزایش پیدا کرد که این افزایش سختی را می‌توان به ریزدانه شدن از طریق تبلور مجدد دینامیکی، پین شدن مرزها توسط ذرات فاز ثانویه و ذرات تقویت کننده و جلوگیری از صعود نابجایی‌ها توسط ذرات تقویت کننده نسبت داد. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که افزایش سرعت دوران و قطر شانه باعث توزیع همگن و یکنواخت اکسید گرافن در ریزساختار می‌شود. همچنین فرایند اصطکاکی همزنی از طریق تبلور مجدد دینامیکی باعث ایجاد دانه‌هایی همگن و هم‌محور می‌شود. آزمون تست کشش با نرخ کرنش 05/0 برثانیه انجام شد. ازدیاد طول و استحکام کششی نهایی در نمونه تحت فرایند اصطکاکی همزنی قرار گرفته و نانوکامپوزیتی با قطر شانه 12 میلی متر از 082/38 و 8686/212 مگاپاسکال به ترتیب به 5/37، 9484/246، 74/31 و 0776/257 مگاپاسکال رسید.https://www.metalleng.ir/article_720470_d6de270fdce548a8fbf58e665c24e613.pdf