دانلود فایل ورد Word پژوهش بررسی سوپر آلیاژها

دانلود فایل ورد Word پژوهش بررسی سوپر آلیاژها عنوان کامل بررسی سوپر آلیاژها فرمت فایل WORD (قابل ویرایش) تعداد صفحات پروژه ۱۴۵ همراه با یک فایل پاورپوینت ۳۵ صفحه ای برای ارائه در کلاس

دسته بندی	مکانیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	4564 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	145

عنوان کامل: بررسی سوپر آلیاژها

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات پروژه: ۱۴۵

همراه با یک فایل پاورپوینت ۳۵ صفحه ای برای ارائه در کلاس

طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکم تر و مقاوم تر در برابر خوردگی دارند . فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهه های دوم و سوم قرن بیستم میلادی ، نقطۀ شروعی برای برآورده شدن خواسته های مهندسی در دماهای بالا بودند . بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند . جامعۀ متالورژی با توجه به نیازهای افزون بوجود آمده ، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپرآلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد . البته قبل از سوپرآلیاژها مواد اصلاح شه پایه آهن به وجود آمدند ، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند .

در این مقاله به مواد مختلف پیرامون سوپر آلیاژ ها از جمله موارد زیر خواهیم پرداخت.

۱- سوپر آلیاژها در دمای بالا

۲- انتخاب سوپرآلیاژها

۳- متالورژی سوپر آلیاژها

۴- ذوب و تبدیل سوپر آلیاژها

۵- ریخته گری دقیق سوپر آلیاژها

۶- آهنگری و شکل دهی سوپر آلیاژها

۷- فرآیند متالورژی پودرسوپر آلیاژها

۸- فن آوری و روش اتصال و ماشینکاری سوپر آلیاژها

۹- تمیز کاری و عملیات نهایی سوپر آلیاژها

۱۰- ارتباط بین ساختار و خواص سوپر آلیاژها

۱۱- خوردگی و حفاظت سوپر آلیاژها

فهرست مقاله:

فصـل اول – سوپر آلیاژها در دمای بالا
۱-۱- تاریخچه
۱-۲- معرفی و به کارگیری سوپر آلیاژها
۱-۳- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا
۱-۴- اصول متالورژی سوپر آلیاژها
۱-۵- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها
۱-۶- کاربردها
فصـل دوم – انتخاب سوپرآلیاژها
۲-۱- شکل سوپرآلیاژها
۲-۲- دمای کاری سوپر آلیاژها
۲-۳- مقایسه سوپرآلیاژهای ریخته و کار شده
۲-۳-۱- سوپرآلیاژهای کار شده
۲-۳-۲- سوپر آلیاژهای ریخته
۲-۴- خواص سوپر آلیاژها
۲-۴-۱- کلیات
۲-۴-۲- سوپر آلیاژهای پیشرفته
۲-۴-۳- خواص مکانیکی و کاربرد سوپر آلیاژها
فصـل سوم – متالورژی سوپر آلیاژها
۳-۱- گروه ها ، ساختارهای بلوری و فازها
۳-۱-۱- گروه های سوپر آلیاژها
۳-۱-۲- ساختار بلوری
۳-۱-۳- فاز در سوپر آلیاژها

۳-۲- سوپرآلیاژهای پایه نیکل
۳-۲-۱- ترکیب شیمیایی و نقش عناصر مختلف در سوپرآلیاژهای پایه نیکل
۳-۲-۲- بررسی ریز ساختار سوپرآلیاژهای پایه نیکل
۳-۳- سوپرآلیاژهای پایه کبالت
۳-۳-۱- کبالت
۳-۳-۲- کاربرد و ترکیب شیمیایی
۳-۳-۳- نقش عناصر آلیاژی در سوپرآلیاژ پایه کبالت
۳-۴- خلاصه فازها در سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن – نیکل
3-5- سوپر آلیاژهای دیگر
3-6- نحوه تغییر ریز ساختارها
3-7- نمونه ریز ساختارها
3-8- استحکام دهی سوپر آلیاژها
3-8-1- رسوب ها و استحکام
3-8-2- فاز
3-9- سوپر آلیاژهای تقویت شده با
3-10- فاز
فصـل چهارم - ذوب و تبدیل
4-1- انجماد سوپر آلیاژها
4-1-1- مقدمه
4-1-2- تشکیل مغزه
4-1-3- شرایط تشکیل مغزه

فصـل پنجم - ریخته گری دقیق
5-1- ساخت و تولید قطعات سوپر آلیاژی
5-1-1- روش­های تولید
5-2- ریخته گری دقیق چیست ؟
5-3- کاربرد در سوپر آلیاژها
فصـل ششم - آهنگری و شکل دهی
6-1- آهنگری و فرآیندهای آن
6-1-1- مقدمه
6-1-2- مقایسه سوپر آلیاژهای پایه کبالت با سوپرآلیاژهای پایه آهن – نیکل و پایه نیکل
6-1-3- عملیات فرآیند کار مکانیکی
6-1-4- آهنگری سوپر آلیاژها
6-2- اصول آهنگری
6-2-1- اهداف آهنگری
6-2-2- کنترل فرآیند تغییر شکل
فصـل هفتم - فرآیند متالورژی پودر
7-1- مروری بر متالورژی پودر سوپر آلیاژها
7-1-1- مقدمه
7-1-2- تاریخچه
7-1-3- سوپرآلیاژهای متالورژی پودر امروزی
فصـل هشتم - فن آوری و روش اتصال و ماشینکاری
8-1- اتصال انواع آلیاژها
8-1-1- سوپر آلیاژهای کار شده و سخت شده با محلول جامد


8-1-2- سوپرآلیاژهای پایه کبالت کار شده ( و ریخته ) سخت شده با کاربید
8-1-3- سوپرآلیاژهای کار شده و رسوب سخت شده
8-2- ماشینکاری
8-2-1- کلیات
8-2-2- روش های ماشین کاری
8-3- مروری بر ماشین کاری سوپر آلیاژها
8-3-1- کلیات
فصـل نهم - تمیز کاری و عملیات نهایی
9-1- مقدمه
9-1-1- پیشینه
9-1-2- آلودگی فلزی
9-1-3- لکه
9-1-4- اکسید و پوسته
9-2- حذف آلودگی های فلزی
9-2-1-پیشینه
9-2-2- جلوگیری ، کاهش و اندازه گیری آلودگی های فلزی
9-2-3- روشهای حذف مکانیکی
9-2-4- روشهای حذف شیمیایی
9-3- حذف کله ها
9-3-1- پیشینه
9-3-2- روش های مکانیکی حذف لکه ها
9-3-3- روشهای شیمیایی حذف لکه ها


9-4- حذف اکسیدها و پوسته ها
9-4-1- پیشینه
9-4-2- حذف مکانیکی پوسته ها و اکسیدها
9-4-3- آماده سازی پوسته
9-4-4- فلززدایی با اسیدشویی
9-4-5- پوسته زدایی در حمام نمک
9-5- روشهای عملیات نهایی
9-5-1- پیشینه
9-5-2- تکمیل کاری سطح به روش شیمیایی ( الکتروشیمی )
9-5-3- تمام کاری سطح به روش های مکانیکی
9-6- مشکلات تمیز کاری و عملیات نهایی و راه حل های آنها
فصـل دهم - ارتباط بین ساختار و خواص
10-1- مقدمه
10-1-1- ریز ساختار
10-1-2- خواص مکانیکی
10-1-3- سخت کردن با محلول جامد
10-1-4- نقش ذرات فاز ثانویه
10-1-5- رسوب سختی
فصـل یازدهم - خوردگی و حفاظت سوپر آلیاژها و از کار افتادگی و بازسازی
11-1- فرآیند اکسایش و خوردگی دمای بالای سوپرآلیاژها
11-2- آزمایش خوردگی و اکسیداسیون سوپرآلیاژها و پوشش های آنها
11-2-1- پیشینه
11-2-2- اثرات اکسیداسیون دینامیک
11-2-3- آزمایش خوردگی سایشی
11-2-4- اندازه گیری اکسیداسیون و داده های موجود
11-2-5- اثرات خوردگی موضعی
11-2-6- نتایج آزمایش پوشش
11-3- خوردگی داغ
11-3-1- خوردگی داغ نوع (I)
11-3-2- خوردگی داغ نوع (II)
11-4- پوشش هایی برای حفاظت سوپرآلیاژها
11-4-1- پیشینه
11-4-2- انواع پوشش ها
11-5- از کار افتادگی قطعات سوپر آلیاژها
11-5-1- کلیات
11-6- جوانه زنی ترک
11-7 - خزش و تأثیرات محیطی
11-8- تخمین عمر
11-9- بعضی از آلیاژهای بهبود یافته حال حاضر
نتیجه گیری
منابع و مآخذ
پروژه دارای فهرست اشکال می باشد

دانلود فایل ورد Word پژوهش شناخت آلیاژ های حافظه دار

دانلود فایل ورد Word پژوهش شناخت آلیاژ های حافظه دار بررسی و شناخت آلیاژ های حافظه دار فرمت فایل WORD (قابل ویرایش) تعداد صفحات پروژه ۶۹ آلیاژ‌های حافظه دار عنوان گروهی از آلیاژها می‌باشد که خواص متمایز و برتری نسبت به سایر آلیاژهادارند

دسته بندی	مکانیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	307 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	69

بررسی و شناخت آلیاژ های حافظه دار

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات پروژه: ۶۹

آلیاژ‌های حافظه دار عنوان گروهی از آلیاژها می‌باشد که خواص متمایز و برتری نسبت به سایر آلیاژهادارند. عکس‌العمل شدید این مواد نسبت به برخی پارامترهای ترمودینامیکی و مکانیکی و قابلیت بازگشت به شکل اولیه در اثر اعمال پارامترهای مذکور به گونه‌ای است که رفتار موجودات زنده را تداعی می‌نماید. وقتی یک آلیاژ معمولی تحت بار خارجی بیش از حد الاستیک قرار می‌گیرد تغییر شکل می‌دهد. این نوع تغییر شکل بعد از حذف بار باقی می‌ماند. آلیاژهای حافظه دار، منجمله نیکل – تیتانیم و مس – روی – آلومینیم، رفتار متفاوتی از خود ارائه می‌نمایند. در دمای پائین یک نمونه حافظه دار می‌تواند تغییر شکل پلاستیک چند درصدی را تحمل کند و سپس به صورت کامل به شکل اولیه در دمای بالا برگردد و این تنها با افزایش دمای نمونه ممکن است. این فرآیند اولین بار در سال ۱۹۳۸ مشاهده شد و برای مدت زمانی طولانی در حد کنجکاوی آزمایشگاهی باقی ماند. در سال ۱۹۶۳ کشف حافظه داری شکل در آلیاژ نیکل – تیتانیم با درصد اتمی مساوی (۵۰-۵۰%) نظر دانشمندان و محققین را جلب نمود. از آن پس آلیاژهای حافظه دار به صورت قابل ملاحظه ای توسعه یافتند و کشف مزایای اساسی و علمی آنها هر روز افزایش یافت. خواص ترمومکانیکی استثنایی آلیاژهای حافظه دار عامل کاربردهای بسیار مهمی در زمینه مهندسی پزشکی شده‌است. فوق‌الاستیسیته اجازه می‌دهد تا تغییر فرمهای الاستیک بسیار زیاد، وابسته به تغییرات کم تنش، به وقوع بپیوندد و اثر حافظه داری شکل فرآیند فعال سازی ابزار و سیستمها را به صورت بسیار ساده، با تماس حرارت بدن انسان یا گرم کننده خارجی تحت فرمان جراح، ممکن سازد. همچنین گرمای لازم می‌تواند با به جریان انداختن یک مایع سترون حامل کالری یا با اتصال یک عامل گرم کننده به دست آید. دو محدوده کاربرد اصلی این خاصیت یکی ابزار جراحی است که جراح از این خصوصیت مستقیماً در عمل جراحی کمک می‌گیرد و دوم جا دادن و جا زدن موقت یا دائم قطعات در بدن است که به ایمپلنت مشهور شده‌است

فهرست مطالب

عنوان

خلاصه متن

تقسم بندی مواد جامد

مقدمه

- مواد فلزی

- مواد غیر فلزی معدنی (سرامیکی)

- مواد پلیمری (مواد مصنوعی)

- مواد مختلط یا کامپوزیتها

خواص مکانیکی مواد

تغییر شکل الاستیکی

مدول الاستیکی

عوامل موثر بر روی مدول الاستیکی

جهات کریستالی

درجه حرارت

عناصر آلیاژی

مدول برشی

ضریب پواسان

تغییر شکل پلاستیکی مواد

نیکل Ni

تیتانیمTi

آلیاژهای تیتانیم

خصوصیات کلی استحاله مارتنزیتی

سینماتیک استحاله مارتنزیتی

روشهای بررسی آلیاژهای حافظه دار

انواع آلیاژهای حافظه دار و خواص مربوط به آنها

خواص ترمومکانیکی

فوق ترموالاستیسیته در آلیاژهای حافظه دار

ظرفیت استهلاک

تضعیف خواص حافظه داری شکل

مقاومت به خستگی در آلیاژهای حافظه دار

محاسبه سازه ها در آلیاژهای حافظه دار

تولید و پردازش نیتینول

عملیات ترمومکانیکی و خواص مربوط به آن

تعریف عبارات

اندازه گیری خواص عملکردی وابسته

مقاومت خوردگی و سازگاری زیستی نیکل – تیتانیم روئین شده

آزمایش خوردگی فعال

رفتار خوردگی غیر فعال

تاثیر لایه سطحی بر مقاومت خوردگی

آزاد سازی نیکل و سازگاری زیستی

قابلیت بالای استهلاک در آلیاژهای حافظه دار نیکل- تیتانیم

عوامل ریز ساختاری اصطکاک داخلی

اتلاف انرژی در طول بارگذاری سیکلی

رابطه نمودارهای تنش – کرانش با استهلاک

خوردگی و رفتار الکتروشیمیایی آلیاژهای نیکل – تیتانیم

جایگاه نیکل – تیتانیم متخلخل به عنوان ماده‌ای در مهندسی استخوان

مقایسه نیکل تیتانیم با دیگر مواد بیولوژیکی

ملاحظات مکانیکی

ملاحظات شکل گیری

ماشینکاری

آلیاژهای حافظه دار نیکل – تیتانیم – مولیبدن، کاربردهای پزشکی

مشخصات تغییر شکل آلیاژهای نیکل – تیتانیم – مولیبدن

ابزار و ایمپلنت های پزشکی

استفاده از الاستیسیته (جایگذاری الاستیک)

استفاده حرارتی (جایگذاری حرارتی)

مقاومت به تاب و گره

منحنی بازگشت پذیر(هیسترزیس تنش)

سفتی وابسته به دما

تحلیل حرارتی

تحلیل به روش المان محدود

نتیجه گیری

فاقد منابع

دانلودفایل Word پژوهش جوشکاری آلیاژ نیکل IN738

دانلودفایل Word پژوهش جوشکاری آلیاژ نیکل IN738 عنوان کامل جوشکاری سوپرآلیاژ IN738دسته مکانیک – جوشکاری فرمت فایل WORD (قابل ویرایش) تعداد صفحات پروژه ۸۱

دسته بندی	مکانیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	199 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	81

عنوان کامل: جوشکاری سوپرآلیاژ

IN738دسته: مکانیک – جوشکاری

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات پروژه: ۸۱

با توجه به رشد روز افزون بازار توربین های گازی در سطح دنیا ونیاز به تعمیرات قطعات توربینها باعث شد تا صنعت تعمیرات به صورت جدی واصولی در ایران پی گیری شود و چون تعمیرات قطعات داغ توربین ها که جنس آنها از سوپر آلیاژها می باشند با مشکلاتی همراه می‌باشد ویک سری دستورالعمل خاص خود را می طلبد که باید با روشهای استاندارد وکنترل شده ای تعمیرات روی آنها صورت گیرد که فعلا در ایران در شرکت قطعات توربین شهریار به روش جوشکاری TiG انجام می گیرد که در آینده پیش بینی می شود از پروسه جوشکاری لیزر نیز استفاده گردد.در تمام سوپر آلیاژهای در تولید با مشکلاتی مواجه می باشیم که نیاز را برای تعمیرات ضروری نمود از آن جمله سوپر آلیاژ IN738 می‌باشد که در این پروژه به نکات مهم در جوشکاری این سوپر آلیاژ پرداخته ایم.– نتیجه گیری از این پروژه۱-با توجه به اینکه پوشش کرومایزینگ با روش سمانتاسیون پودری یک روش مؤثر برای افزایش مقاومت به خوردگی داغ سوپر آلیاژهای Ni-Cr است، در این تحقیق این نوع پوشش بر روی سوپرآلیاژ پایه نیکل IN738LC ایجاد شد.۲-در پوشش کرومایزینگ ایجاد شده بیشتر دو نوع رسوب کاملاً مجزا از هم مشاهده می شود.یکی رسوبات بلوکی شکل غنی از Al و دیگری رسوبات سوزنی شکل غنی از Ti.۳-در یک زمان مشخص با افزایش غلظت کرم در پوشش، ضخامت پوشش تغییر محسوسی نداشته، درصد کرم و آهن سطح پوشش افزایش یافته و برعکس درصد نیکل کاهش می یابد.۴-در یک ترکیب مشخص پودر کرومایزینگ، با افزایش زمان، ضخامت پوشش و درصد آهن سطح و نیز اندازه رسوبات غنی از Al افزایش یافته و برعکس درصد کرم سطح کاهش می یابد..

فصل اول-متالوژی نیکل

1-مصارف مهم نیکل

2-تهیه فولادهای نیکلی ضدزنگ وآلیاژهایش

الف)انرژی الکتریکی و هسته ای

ب)کاتالیزور

ج)حفاری

د)ضایع دریایی

هـ)کاربردهای دیگر

3-تاریخچه نیکل وآلیاژهای آن

4-مشخصات کلی آن

5-کانی های نیکل

الف)کانی های سولفیدی

ب)پیرونیت نیکل دار

6-معرفی وکاربردها سوپر آلیاژها

1-سوپر آلیاژهای کارپذیر

2-سوپر آلیاژهای متالوژی پودر

3-سوپر آلیاژهای پلی کریستال ریختگی

4-سوپر آلیاژهای تک کریستالی انجماد جهت دار

الف) سوپر آلیاژهای پایه نیکل

ب)سوپر آلیاژهای پایه آهن

ج)سوپر آلیاژهای پایه کبالتی

7-بازار سوپر آلیاژها

فصل دوم

1-آلیاژهای بکار رفته در پره های توربین ها

2-خلاصه ای از مشخصات سوپر آلیاژهای پایه نیکلی

3-ترکیبات شیمیایی سوپر آلیاژهای پایه نیکلی

4-میکروساختارهای سوپر آلیاژهای پایه نیکل

5-بررسی مزر دانه ها

6-کاربیدها

-واکنشهای کاربیدی

7-عملیات حرارتی سوپر آلیاژهای پایه نیکل

8-تاثیر عناصر آلیاژی بر پایه ای سطحی سوپر آلیاژهای پایه نیکل

9-تاثیر عناصر آلیاژی بر خوردگی داغ و اکسیداسیون

فصل سوم

1-ارزیابی جوش پذیری آلیاژها

2-مواد وروشهای آزمایشی

3-نتایج آزمایش

4-نتیجه گیری

5-مشکلات موجود در جوشکاری سوپر آلیاژها

الف-ترک ناحیه ذوب وترک ناحیه HAZ

ب-ترک عملیات حرارتی پس از جوش

ج-تاثیر آلودگی در کیفیت جوش

د-ترک خستگی حرارتی

6-معرفی اجمالی متالوژی جوش سوپر آلیاژها

7-نکات مهم در جوشکاری سوپر آلیاژها

8-محدودیت های جوشکاری

9-محدودیت های کاربردی پره های متحرک

10-قابلیت جوش پذیری سوپر آلیاژ IN 738

11-مکانیزم های بوجود آورنده ترک

فصل چهارم پوشش دهی

1-تاثیر پارامترهای پوشش دهی سوپر آلیاژIN738

2-مقدمه

3-روش آزمایش

4-نتایج

5-نتیجه گیری

 منابع

دانلود تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم

تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم تیتانیوم و آلیاژهای آن را با ماشین های استاندارد و با تلرانس فرم دهی فولاد ضد زنگ می توان شکل و فرم داد، ولی به علت کاه تغییرات جوش به عقب و همچنین کسب افزایش ویژگی داکتیل، که یک مزیت به شمار می رود، بخش اعظم قطعات تیتانیوم را با فرم دهی گرم می سازند و یا بصورت سرد پیش فرم داده و سپس با حرارت، سایز آن را افزایش می دهند

دسته بندی	زمین شناسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	29 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	16

شکل دهی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم:

تیتانیوم و آلیاژهای آن را با ماشین های استاندارد و با تلرانس فرم دهی فولاد ضد زنگ می توان شکل و فرم داد، ولی به علت کاه تغییرات جوش به عقب و همچنین کسب افزایش ویژگی داکتیل، که یک مزیت به شمار می رود، بخش اعظم قطعات تیتانیوم را با فرم دهی گرم می سازند و یا بصورت سرد پیش فرم داده و سپس با حرارت، سایز آن را افزایش می دهند.

در شکل دادن ورق های تیتانیوم و آلیاژهای آن باید موارد و خصوصیات زیر را در نظر گرفت:

- حساسیت به بردیگی و فرو رفتگی که باعث ترک خوردن بویژه در شکل دهی سرد می شود.

- سائیدگی و زخم سطحی بخصوص در مورد فولادهای ضد زنگ.

- توانایی انقباظی کم ( کد عیبی در لبه های پخ شده می باشد.)

- تردی و شکنندگی زیاد ناشی از حرارت بیش از حد یا جذب گاز هیدروژن و امثال ان

- توان کار محدود

- خاصیت ارتجاعی بالاتر از آلیاژهای آهنی با همان استحکانم

با این حال، با وجود محدودیت های بالا، باز هم می توان تیتانیوم و آلیاژهای آن را در بخش های پیچیده شکل داد، چون خصوصیات مکانیکی و شکل پذیری تیتانیوم و آلیاژهای آن بسیار گسترده است. برای مثال انواع تجاری آن با خلوص 240 تا 550 MPA، دارای استحکام کششی متفاوتی بوده و حداقل خمش ان ها در دمای اتاق متفاوت می باشد.و خاصیت داکتیل یا رسانایی و استحکام کششی تیتانیوم خالص (cp) به مقدار اکسیژن آن بستگی دارد.

در جدول 1، فهرستی از طرحها، ترکیبات و خصوصیات مکانیکی انتخاب شده بعضی ازآلیاژهای تیتانیوم آورده شده است.

مواد تیتانیوم:

چند نوع غیر آلیاژی وجود دارد، که اختلاف آن ها در مقدار عناصری مثل اکسیژن، نیترژن و آهن است موادی که خلوص آنها بیشتر است دارای استحکام، سختی و دمای تغییر شکل پایین تری نسبت به مواد با خلوص کمتر هستند. یکی از عوامل که باعث شده تا تیتانیوم نسبت به سایر عناصر فلزی منحصر به فرد باشد انحلال پذیری بالای عناصر مثل اکسیژن و نیتروژن درآن است. مثلا تیتانیوم در هوا و درجه حرارت بالا اکسید نمی شود. در آن، ناحیة سخت شده سطحی، شکل می گیرد. (حالت ).

چون حضور حالت ، موجب کاهش مقاومت به خستگی و رسانایی می شود. این لایه معمولا توسط ماشین کاری، سایش شیمیایی و غیره قبل از اینکه مورد کاربرد قرار گیرد برداشته می شود پر مصرف ترین آلیاژی آن، V4 – AL- Ti می باشد که حدوداً 60% کل تولیدات تیتانیوم را به خود اختصاص داده است.

مواد غیر آلیاژی تیتانیوم و ما بقی آلیاژها، هر کدام 20% تولیدات را شامل می شوند انتخاب تیتانیوم غیر آلیاژی بستگی به خصوصیات مکانیکی، سرویس دهی، هزینه ها و سایر فاکتورهای خواسته شده داردو مثلاً، از تیتانیوم تجاری خالص به خاطر مقاومتش در برابر خوردگی به خصوص در جاهایی که نیاز به استحکام بالای باشد استفاده می شود استحکام نهایی cp به خاطر تغییر ناخالصی های آن و مقدار عناصر اکسیژن و نیتروژن در آن بین 170 تا 480 MPa متغیر است. در این cpها با افزایش مقدار آهن و اکسیژن ، استحکام افزایش می یابد. آلیاژهای آنها که حاوی آلومینیوم قلع و یا زیرکونیوم هستند برای کاربردهای حرارت بالا یا برودتی ترجیح داده می شوند. آلیاژهی غنی آلفا نسبت به آلیاژهای و ، از مقاومت خزشی بالاتری برخوردار هستند. آلیاژهای باعناصر بسیار کم (ELI) دردماهای برودتیی، در دماهای برودتی، همچنان داکتیل و سخت باقی می مانند، مثل sn 5/2 – AL5-Ti.

برخلاف آلیاژهای و ،آلیاژهای توسط عملیات حرارتی مستحکم نمی شوند. معمولاً آلیاژهای را آدنیل یاتبلور مجدد می کنند. تا تنش های پسماند ناشی از کار سرد از بین برود آلیاژهای که مقدار کمی دارند، تحت عنوان آلیاژهاینزدیک طبقه بندی می شوند. و با توجه به اینکه مقدار کمی فاز دارند مثل آلیاژهای عمل می کنند. آلیاژهای حاوی یک یا چند تثبیت کننده هستند که این آلیاژها بعد از اینکه عملیات حرارتی شوند بیشتر فاز خواهند داشت که این موضوع به مقدار تثبیت کننده موجود در آلیاژ بر می گردد. آلیاژهای حاوی تثبیت کنندة بوده و مقدار فاز آنها کم تر از آلیاژهای می باشد. قابلیت سختی آنها به علت وجود فاز در هوای سرد یا آب به هنگام کوئنچ کردن قطعات ضخیم، بالا باقی می ماند ورق های آلیاژ را بیشتر از بیقه آلیاژها می توان به صورت سرد شکل داد. مثالی از آن، آلیاژ AL3،cr3-Sn3-V15-Ti است که در دمای اتاق شکل دهی می شود پس از انحلال آلیاژهای دردمای تا که فاز تا حدودی به فاز تبدیل می گردد، پیر سازی می شوند فاز حاصل در میان ذرات باقی مانده پراکنده می باشد و از نظر سختی مانند آلیاژهای پیر شده می باشد در شرایط محلول آلیاژهای رسانایی و سختی خوبی دارند و نسبتاً استحکام آنها اندک بوده و لذا شکل پذیری خوبی دارند. در این آلیاژها با افزایش دما، فاز رسوب کرده و قبل از پیرسازی یا تثبیت، قابل استفاده در دماهای بالا نیستند.

دانلود مطالعه ریزساختار آلیاژهای نانوکریستال Al-Ti ترکیب شده بوسیله ball mill در اتمسفر هیدروژن و اکستروژن گرم آن

مطالعه ریزساختار آلیاژهای نانوکریستال Al-Ti ترکیب شده بوسیله ball mill در اتمسفر هیدروژن و اکستروژن گرم آن آلیاژهای آلومینیوم جزء مواد پرکاربرد درصنایع هوافضا و اتومبیل می باشند زیرا این آلیاژها دارای خواص خوبی مانند مقاومت به خوردگی ، شکل پذیری و خواص مکانیکی خوب هستند ولی آلیاژهای آلومینیوم تجاری در دمای بالاتراز 200300ºC بطورمحسوسی استحکامشان را از دست می دهند و درکاربردهای ساختمانی ناپایدار و غیرقابل استفاده می شوند که این دما به ترکیب و ساختار آ

دسته بندی	صنایع
فرمت فایل	doc
حجم فایل	23 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	21

عنوان :

مطالعه ریزساختار آلیاژهای نانوکریستال Al-Ti ترکیب شده بوسیله ball mill در اتمسفر هیدروژن و اکستروژن گرم آن

مقدمه :

آلیاژهای آلومینیوم جزء مواد پرکاربرد درصنایع هوافضا و اتومبیل می باشند . زیرا این آلیاژها دارای خواص خوبی مانند مقاومت به خوردگی ، شکل پذیری و خواص مکانیکی خوب هستند ولی آلیاژهای آلومینیوم تجاری در دمای بالاتراز 200-300^ºC  بطورمحسوسی استحکامشان را از دست می دهند و درکاربردهای ساختمانی ناپایدار و غیرقابل استفاده می شوند که این دما به ترکیب و ساختار آلیاژ بستگی دارد . تحقیقات گسترده در مورد کاربردهای آلیاژهای آلومینیوم بواسطه استحکام دهی بالای آنها در دمای 600^ºC  توسعه پیدا کرده است .[27]

آلیاژسازی مکانیکی (Mechanical Allay)  MA آلیاژهای Al-Ti انتخاب خوبی برای اکثر کاربردها هستند زیرا بعلت وجود ذرات ریز Al-Ti و اکسیدها و بیدها مقاومت خوبی را در دماهای بالاتر از 600^ºC   نشان می دهد . استحکام در دمای بالا همراه با چگالی کم ، آلیاژهای Al-Ti را قابل رقابت با موادی مانند تیتانیم و آلیاژهای پایه نیکل می کند . ولی انعطاف پذیری کم در دمای اتاق باعث شده استفاده عمومی از آنها محدود شود [28,29]  ساختار نانوکریستال می تواند تنها دلیل افزایش همزمان سختی و انعطاف پذیری (ductility)  باشد .

برای افزایش انعطاف پذیری (duetility)  به خوبی استحکام در دمای اتاق برای آلیاژ Al-Ti ما می توانیم ار روش آلیاژسازی مکانیکی برای تهیه ساختار نانوکریستال استفاده کنیم زیرا در این روش اندازه ذرات پودر درحد نانومتر کاهش می یابد .

مواد نانوکریستال بعنوان یکی از پربهره ترین مواد در دهه اخیر مطرح شده اند به سبب اینکه آنها خواص مفید و بالقوه ای برای کاربردهای مختلف دارند که وابسته به اندازه بی نهایت ریزدانه ها است [30,32] و مواد بصورت پودر زمانی می توانند یک ماده با ساختار نانوکریستال با سودهی مناسب را تولید کنند . که سایز ذرات آنها در حد نانومتر باشد [33] .

در آزمایشات گذشته [34] پودر نانوکریستال آلیاژ Al-Ti بطور موفقیت آمیزی بوسیله آسیاب گلوله ای واکنش دار(RBM)  (Reactive ball Milling) در اتمسفر هیدروژن ترکیب شده بود و یک نوع ساختار نانومتری که شامل Al با اندازه ای درحد نانومتر و همچنین ذرات نانومتری TiH2 را به بوجود آورده بود . در ابتدا آسیاب کردن ، TiH2 تشکیل شده و زمان تشکیل ساختار را 1 تا 3 ساعت کمتر کرده است [35].

1- جزئیات آزمایشات

1-1 آسیاب گلوله ای واکنشی و مشخصات پودر آسیاب شده .

پودر آلومینیوم خالص (99.5% , - 325mesh  خلوص) و تیتانیم (99.9% , - 325mesh خلوص) با ترکیب شیمیایی Al-5% at Ti باهم ترکیب می شوند . RBM یک آسیاب گلوله ای بزرگ با انرژی زیاد است و دارای ظرفیت 7.81  تحت اتمسفر هیدروژن     می باشد شرایط آسیاب کردن بوسیله اثری که بر روی ساختار نانوکریستال آلیاژ Al-Ti  دارد تعیین می شود [8] زمان آسیاب کردن و سرعت آسیاب کردن بترتیب 30 ساعت و 250 rpm می باشد وزن نهایی پودر 200gr و نسبت گلوله های آسیاب به پودر 65:1.2^wt%?  می باشد عامل کنترل کننده فرآیند استریک اسید (CH₃ (CH₂)₁₆ COOH) می باشد که اضافه می شود . قبل از شارژ کردن محفظه آسیاب با گاز هیدروژن ، محفظه باید بوسیله Rotary Pump خلاء بشود ( درحدود 10^-3 torr ) . [36]

پودرهای آسیاب شده بعد از طی مرحله آسیاب به 200 mesh  می رسند بعد از طی این مراحل آزمایشاتی بوسیله TEM , SEM , XRD بر روی پودر انجام شد و مشاهده شد اندازه دانه ها که بوسیله TEM اندازه گیری شده بود با داده های تئوری از XRD مطابقت داشت . دمای تجزیه TiH2 و تشکیل Al_­3 Ti  بوسیله نمودار DSC در نرخ حرارت دهی 10^-3k/s  و درحضور اتمسفر آرگون محاسبه شدند . بعد از عملیات حرارتی تغییرات ریزساختار و اندازه دانه با نتایج بدست آمده از TEM , XRD اختلاف داشت . [26]

(Con soli dation Temp)  دمای ترکیب شدن : به دمای گفته می شود که در آن دما همه TiH2 تجزیه شده و Al₃Ti تشکیل می شود . [26]

2-1 اکستروژن گرم

پودرآسیاب شده را در الک -200 mesh الک کرده و با اکستروژن گرم پودر را مستحکم می کنند برای اکستروژن پودر از یک محفظه فلزی بنام can همانطور که گفته شده استفاده شده بود . برای مستحکم کردن پودر از پرس سرد با فشاری حدود 98MPa درقوطی از جنس AL6063 و یا از جنس Cu می توان استفاده کرد . این نمونه به عملیات حرارتی قبل از اکستروژن گرم نیاز دارد . قوطی آلومینیومی در دمای 450^ºC  یا 500^ºC   به یک میله تبدیل می شود . البته بعداز عملیات حرارتی درهمان دما و در حدود 1 تا 2 ساعت * سرقوطی را می توان بوسیله جوش قوس آرگون ببندیم و آن را در دمای 500^ºC  و بوسیله پمپ rotary بمدت 1 تا 3 ساعت مستحکم کنیم . نسبت اکستروژن 25:1 است و فشار اکستروژن 1.5GPa ، قطر قطعه اکسترود شده 15nm  است . [26]

3-2 تستهای مکانیکی                                                         

سختی و ریزسختی وتست کشش بر روی قطعه اکسترود شده انجام شد . سختی بوسیله دستگاه سختی سنج راکول (RockwellB) اندازه گیری شد . اندازه گیری Vickers Micro Hardness با نیروی 500gr و دستگاه Leitz انجام شد . نمونه برای تست کشش از روی ا ستاندارد ASTM- E8M تهیه شده و طول gage آن 20mm بود با قطر سطح قطعه 4mm که دردستگاه2000LBS  SATECDLF20 تست شده . تست کش با نرخ کرنش   4.2 x10^-4s^-1 در دمای اتاق و دماهای بالاتر(500^ºC , 400^ºC , 300^ºC) انجام شد . نتایج تست کشش این قطعه با آلیاژ Al-Ti که بوسیله آلیاژسازی مکانیکی و در اتمسفر آرگون تهیه شده بود و سپس اکستروژن گرم شده بود مقایسه می شود .

چگالی بوسیله قانون ارشمیدس اندازه گیری شد . ریزساختار قطعه اکسترود شده و نمونه ای که تست کشش بروی آن انجام شده بود بوسیله TEM بررسی شد .

سطح شکست نمونه ای که تست کشش بررسی انجام شده بود بوسیله SEM بررسی شد .

الکترولیت مورد استفاده برای پوشش قطعاتی که برای آنالیز TEM مورداستفاده قرارگرفت  شامل 10درصد حجمی اسیدپرکلریک Perchloric acid و 90درصد حجمی اتیل الکل (ethyl alcohol) است که در دمای –25^ºC  استفاده شد همچنین ولتاژ مورد استفاده هم   است . [26]

2- نتایج

آنالیز XRD نشان می دهد که همه تیتانیوم ها (Ti) بعداز RBM در اتمسفر هیدروژن تبدیل به TiH2 شده اند شکل 11 عکسهای  TEMپودر Al-5 at %Ti که برای 30h دراتمسفر هیدروژن آسیاب شده است را نشان می دهد مدل سطح انتخاب شده تفرق (Selected area diffraction) (SAD) نشان می دهد که این سطح شامل TiH2 , Al است که بصورت زنجیره ای (Ring) و تصادفی در کنارهم قرار گرفته اند و ساختار ریزی از دانه های پلی کریستال را تشکیل می دهند اندازه دانه هایی که بطور مستقیم در عکسهای TEM مشاهده شده کمتر از 20nm است . آنالیز TEM نشان می دهد که TiH2 , Al اندازه هایی نزدیک بهم دارند و دارای پراکندگی غیریکنواخت هستند . نتایج TEM نشان می دهد که ریزساختار پودر آسیاب شده بصورت ترکیبی درحد نانومتر است [36] که شامل وزارت TiH2 , Al با اندازه ای در حد نانومتر است شکل 12 یک نمودار DSC  مربوط به پودرآسیاب شده است .

4 واکنش دراین نمودار مشخص است که واکنشهای (A , C, D) گرمازا (exothermic) و واکنشی دیگر گرماگیر (endothermic) است که رنج گسترده دمایی آن ازنقطه B شروع می شود .

برای امتحان مبدأ هر پیک (peak) نمونه پودر را مطابق دمای هر پیک در نمودار DSC گرم کرده و بعد سرد می کنیم و سپس بوسیله XRD بررسی می کنیم . اولین پیک گرمازا در 330^ºC (نقطه A) تثبیت ساختار غیرپایدار حرارتی را بعنوان  grain bounday readering,grain  boundary relaxation نتیجه می دهد . پهنای وسیع واکنشهای گرماگیر در حدود دمای 370^{º c} (نقطه B) شروع می شود این نتیجه تأثیر واکنشهای گرماگیر از تجزیه TiH2 است و رنج پیوسته و وسیع از یک واکنش آرام را نشان       می دهد . پیک دوم در دمای 390^cº  (نقطه C) اتفاق می افتد که گرمازا است این پیک خیلی کوچک بروی پیک وسیع واکنش گرماگیر قرار می گیرد و با آن هم پوشانی دارد این پیک نتیجه آلیاژسازی دوباره بین شبکه Ti , Al است که از تجزیه شدن TiH2 بدست آمده است . واکنش آخر بعد از تجزیه TiH2 در دمای 480^º C (نقطه D ) بطور مشخص درنهایت انجام می شد .

آنالیز حرارتی در این آزمایش شبیه به آزمایش قبلی [8] که بروی پودری با ترکیب           Al-10 wt/Ti که بمدت 50 ساعت در اتمسفر RBM,H2 شده بود است بنابراین دمای واکنش برای این آزمایش 40-50^ºC  کمتر از آزمایش قبلی است. و ریزساختار پودر آسیاب شده در این آزمایش ریزتر از آزمایش قبلی بود . در این مورد آنالیز حرارتی پودری با ترکیب Al-10wt% Ti که در اتمسفر آرگون آلیاژسازی مکانیکی شده است نشان می دهد که AL₃Ti بین دمای 260-320^ºC  تشکیل شده است [37] اما این یک آزمایش است زیرا Al₃Ti قبل از آنکه TiH2 تجزیه شود تشکیل نشده بود . تشکیل Al₃Ti با تأخیر تا دمای 480^ºC  انجام می شود که بعنوان دمای معمولی ترکیب برای آلیاژسازی مکانیکی آلیاژهای پودر Al-Ti مطرح است . تأخیر در تشکیل Al₃Ti        می تواند از رشد دانه های Al₃Ti در حین عملیات حرارتی و گاززدائی قبل از اکستروژن گرم بواسطه زمان کم حرارت دهی جلوگیری کند . شکل 13 عسکهای TEM مربوط به پودری با ترکیب Al-5 at%Ti که در RBM بمدت 30 ساعت آسیاب شده و سپس بمدت 20دقیقه در دمای 500^ºC  عملیات حرارتی شده است را نشان می دهد . سطح عکس  نشان دهنده مدل SAD فازهای Al-Ti ,Al و Al₂O₃ را بدون TiH2 را نشان می دهد اندازه دانه ها نیز در حدود 20nm نگه داشته می شود . برطبق آنالیز DSC دمای مناسب برای ترکیب 500ºC است . [26]   برای آزمایش ، 4  قطعه برای شرایط متفاوت اکستروژن آماده شده بود . شرایط اکستروژن گرم و مشخصات قطعات اکسترود شده در جدول 2 بیان شده است . فشردگی نسبی همه قطعات99%  و بیشتر است . شکل 1+4 عکسهای TEM مربوط به ریزساختار قطعه اکسترود شده را نشان می دهد . قطعه اکسترود شده عمدتا شامل ذرات Al₃,Ti,Al که تقریبا سایزی حدود 50nm تا 100nm دارند که وابسته به شرایط اکستروژن است و تصویر TEM آنها در شکلهای 4(c),4(a)  نشان داده شده است . ریزساختار قطعه اکسترود شده ترکیبی از Al₃Ti,Al که بصورت پودر است اندازه دانه هم در فرآیند گاز زدائی و هم در فرآیند عملیات حرارتی قبل از اکستروژن با کم کردن دما و کوتاه کردن زمان فرآیند افزایش می یابد. [26]  اندازه دانه نمونه 4  کمتر از 50nm می باشد این یکی از ریزترین اندازه دانه ها در آلیاژهای Al-Ti است اندازه دانه نمونه های آسیاب شده در RBM تحت H2 که اکستروژن گرم شده اند نسبت به قطعاتی که به روشی آلیاژسازی مکانیکی تحت Ar تهیه شده و سپس اکستروژن گرم شده (که اندازه ای حدود 150-40nm دارند شکل 4(d)) خیلی ریزترند .

Al₄c₃ , Al₂o₃ بوسیله واکنشهای بین C , O , AL در فرآیندی که عامل کنترل کننده واکنش نیز حضور دارد ایجاد می شود که بصورت ذرات پراکنده وجود دارند . اکسیدهایی که درشکل 4(e) مشخص است به شکل دایره ای با قطر 10nm هستند که در داخل دانه ها مشاهده می شود . کاربیدها همانطور که درشکل 4(f) مشاهده می شود به صورت استوانه ای هستند که معمولا در مرز دانه ها قرار می گیرد .با اینکه Al₄c₃ , AL₂O₃ بطور یکنواخت در درون شبکه پراکنده نمی باشند ولی آنها می توانند استحکام اولیه بیشتری در مقایسه با Al₃Ti ایجاد کنند زیرا آنها خیلی ریزترند . نتایج تست سختی و ریزسختی (micro hardness) در جدول 2 بیان شده است هم سختی و هم ریزسختی با کاهش اندازه دانه افزایش می یابد . [26] درمورد قطعه شماره 4 اندازه دانه کمتر از 50nm است که بطور فوق العاده ای در مقایسه با دیگر نمونه ها تفاوت دارد این قطعه در قوطی Cu (can) ساخته شده که تأثیر این نوع قوطی (can) درخواص قطعات اکسترود شده بطور واضح مشخص نیست . به همین خاطر جزئیات قطعه شماره 4   در  ادامه نیامده است در آزمایشات [38] نشان داده شده بود که ریزسختی (micro hardness) آلیاژ Al-8at% Ti که به روش آلیاژسازی مکانیکی تحت اتمسفر Ar تولید شده و سپس اکسترود شده 160Hv بوده است و همچنین آلیاژی با ترکیب             Al-5at% Ti که پودر آن در RBM آسیاب شده و سپس اکسترود شده است 197.5-231.7Hv می باشد و بنابراین حدود 23-45% بالاتر از قطعه ای است که بروش آلیاژسازی مکانیکی (MA)  تهیه شده است و این بدین خاطراست که ریزساختار Al همانند AL₃Ti  درقطعه آسیاب شده در RBM و اکسترود شده نیز درحد نانومتر است .