نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این تحقیق به بررسی اثر دوره عملیات حرارتی آستمپر کردن بر خواص مکانیکی و ساختار میکروسکپی چدنهای نشکنی با درصدهای متغیری از مس (بین 5/0 تا 2 درصد) پرداخته شده، جهت انجام این پژوهش ابتدا Y- بلوک هائی از جنس چدنهای نشکنی با درصدهای مختلفی از مس از طریق ریخته گری تهیه گردید و سپس با استفاده از آنها نمونه های متالوگرافی، کشش و ضربه ساخته شدند. نمونه های ساخته شده در دمای 890 درجه سانتیگراد بمدت یک ساعت آستنیته و سپس در دماهای 285، 335 و 375 درجه سانتیگراد بمدت زمانهای مختلف 15، 30، 75 و 150 دقیقه آستمپر گردیدند. نتایج حاصله نشان داد که چدن نشکنی با یک درصد مس که در دماهای 285 و 335 درجه سانتیگراد بمدت 75 دقیقه آستمپر شده مناسب ترین ترکیب خواص مکانیکی را، نسبت به سایر آلیاژهائی که در همان شرایط آستمپر گردیده اند، داراست و این درحالی است که در دمای آستمپر کردن 375 درجه سانتیگراد، آلیاژی با دو درصد مس که بمدت 30 دقیقه آستمپر شده از خود مناسب ترین خواص مکانیکی را نشان می دهد.

---

در این پژوهش اثرات درصدهای مختلفی از عناصر آلیاژی مس و قلع بر روی خواص مکانیکی چدنهای نشکن آستمپر شده مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه ساختارهای میکروسکوپی نمونه ها در شرایط ریختگی و آستمپر شده به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی اسکانینگ مطالعه شده است. نمونه های متالوگرافی، کشش و ضربه (از نوع شیاردار) از Y- بلوک های ریخته گری شده در قالب ماسه ای تهیه شده، پس از آستنیته، آستمپر گردیدند. نتایج حاصل از آزمایشها، مناسبترین ترکیب خواص مکانیکی چدنهای نشکن را در دماهای مختلف و مدت زمانهای متفاوت آستمپر شدن و به ازای درصدهای مختلف عناصر مس و قلع در آلیاژ نشان می دهد. همچنین، مطالعات میکروسکوپی نوری و الکترونی نشان می دهد که ساختار میکروسکوپی نمونه های آستمپر شده در دمای پایین، کاملاً سوزنی شکل و متشکل از لایه های متناوب بسیار ظریف و ریز فریت بینیتی و آستنیت پایدار شده است؛ در حالی که نمونه های آستمپر شده در دمای بالا، ساختاری متمایل به حالت دانه ای داشته از لایه ها و صفحات ضخیم، خشن و منفرد فریت بینیتی و آستنیت پایدار تشکیل شده است.

---

در این مقاله اثر افزایش عنصر آلومینیوم تا 5/8 درصد بر ریزساختار، خواص مکانیکی و مقاومت اکسیداسیون چدنهای نشکن و چدنهای نشکن آستمپر شده بررسی شده است. برای یافتن مناسبترین سیکل عملیات حرارتی آستمپر کردن و تعیین ترکیب شیمیایی بهینه، نمونه های کشش و ضربه در محدوده دمایی 890 الی 990 درجه سانتیگراد آستنیته و در دامنه دمایی 285 تا 375 درجه سانتیگراد به مدت زمانهای 15 الی 150 دقیقه آستمپر شدند. نتایج حاصل نشان داد که اضافه کردن 8/1 درصد مس و 7/0 درصد نیکل به ترکیب شیمیایی، اثرات مخرب و نامطلوب آلومینیوم را بر شکل گرافیت های کروی به شدت کاهش می دهد. همچنین مشخص شد که برای ایجاد ساختار بینیتی در چدنهای نشکن با 2 درصد آلومینیوم، دمای مطلوب برای آستنیته کردن 890 درجه سانتیگراد است؛ در حالی که با افزایش درصد آلومینیوم به بیش از 2 درصد دمای آستنیته کردن نیز باید به دماهای بالاتر نظیر 990 درجه سانتیگراد افزایش داده شود. همچنین مشخص شد که اضافه شدن آلومینیوم به این خانواده از چدنها در دماهای 700 درجه سانتیگراد و بالاتر، بهبود قابل ملاحظه ای در مقاومت اکسیداسیون آنها ایجاد می کند.

---

بررسی ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی زره های مورد استفاده در تعدادی از تانکها و نفربرهای خارجی امکان تقسیم بندی آنها را به دو گروه یکی با ستختی و استحکام بالا و چقرمگی نسبتاً پایین (تانکها) و دیگری با سختی و استحکام نسبتاً پایین و چقرمگی بالا (نفربرها) فراهم می کند. در این مقاله نتایج تحقیق در انتخاب مواد و انواع عملیات حرارتی جهت دستیابی به مشخصات دو گروه فوق ارائه و نتایج آزمایشهای انجام شده روی نمونه های تولید شده ذکر گردیده است. همچنین نشان داده شده است که می توان با تقریب نسبتاً خوبی میزان و نوع خسارات ناشی از برخورد گلوله به یک هدف فولادی را به وسیله عوامل متالورژیکی پیش بینی کرد.

---

در این مقاله اثر کربن و رفتار تغییر فرم گرم بر روی مکانیزمهای نرم شدن استاتیکی و دینامیکی فولادهای میکروآلیاژی تیتانیم دار در دو ناحیه فریت و اوستنیت مورد بررسی قرار می گیرد. پژوهش به عمل آمده نشان می دهد که افزایش مقدار کربن در محدودۀ (0035/0 تا 110/0 درصد) می تواند تبلور مجدد اوستنیت را به تأخیر اندازد؛ که این امر ناشی از کربن آزاد و رسوبات Ti(CN) و TiC است. در فاز فریت نیز امکان فعال شدن تبلور مجدد دینامیکی وجود دارد و مانع اصلی آن وجود عناصر بین نشین C و N و تشکیل رسوبات حاصل از تغییر فرم است. نتایج آزمایشهای فشار دو مرحله ای نشان می دهد که با افزایش دما، نرخ بازیابی و تبلور مجدد استاتیکی در هر دو ناحیه فریت و اوستنیت افزایش می یابد و افزایش کربن موجب کاهش نرخ تبلور مجدد استاتیکی در هر دو ناحیه می شود.

---

در این مقاله دو نمودار CCCT که استحاله‌ها را در حین سردشدن پیوسته، همراه تغییرشکل آستنیت نشان می‌دهد بررسی و با نمودار CCT (بدون همراهی تغییرشکل) مقایسه شد. همچنین علت افزایش دمای Md و Bd از نظر ترمودینامیکی و متالورژیکی بررسی شد. بررسیهای ترمودینامکی نشان داد که تنش باعث افزایش نیروی محرکه مکانیکی و کاهش انرژی آزاد کل استحاله می‌شود و سبب می‌شود که امکان شروع استحاله در دماهای بالاتر فراهم شود. بررسیهای متالورژیکی مشخص کرد که اگر دمای تغییرشکل به گونه‌ای انتخاب شود که استحکام ساختار درون دانه‌های آستنیت اولیه بر اثر تغییرشکل اعمال شده افزایش یابد، آن گاه برش لازم برای استحاله‌های مارتنزیت و بینایت به سختی صورت می‌گیرد و لذا Md و Bd کاهش می‌یابد. ولی اگر در حین یا بعد از تغییرشکل، فرایند تبلورمجدد یا بازیابی کامل برقرار باشد، ساختار درون دانه‌ها نرم شده و آن گاه برش لازم برای استحاله‌های مارتنزتی وبینایت راحت تر صورت می‌گیرد و Md و Bd افزایش می‌یابد. همچنین در این مقاله مشخص شد که دماغه بینایت در نمودار CCCT نسبت به CCT به سمت چپ متمایل می شود که این نشان می دهد جوانه زنی فاز بینایت راحت تر از مارتنزیت صورت می‌گیرد.