نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در اتصالات لوله ای جوشی زمانی که عمق ترک خستگی کمتر از 20 درصد ضخامت جدارۀ عضو اصلی است، رشد ترک بیش از هر چیز تحت اثر هندسۀ جوش در اتصال است. از این رو حل اتصال T شکل و ضریب بزرگنمایی جوش (Mk) ابزار مناسبی برای محاسبۀ سرعت رشد ترک در این محدوده اند. در این تحقیق توانایی شبکه های عصبی مصنوعی برای تعیین Mk در اتصالات T شکل مورد آزمون قرار گرفته است. چهار شبکه از نوع پرسپترون چندلایه (MLP) طراحی و آموزش داده شده اند تا مقادیر Mk را در عمیقترین نقطۀ ترک و نقاط انتهایی آنها تحت تنشهای غشایی و خمشی تخمین بزنند. داده های استفاده شده برای آموزش و آزمون شبکه ها از داده های معتبر اجزای محدود استخراج شده است. مقایسۀ بین نتایج به دست آمده از شبکه ها و جدیدترین روابط منتشر شده برای محاسبۀ Mk نشان دهندۀ قابلیت بالای شبکه-های عصبی برای استفاده در این زمینه است.

---

عملیات پیرسختی در  فولاد زنگ‌نزن 17-4 PH خواص آن را در محدوده گسترده‌ای تغییر می‌دهد. دو چرخه عملیات حرارتی پرکاربرد برای این آلیاژ پیرسازی در دمای 480 درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت (A480-1) و پیرسازی در دمای 620 درجه سانتی‌گراد به مدت چهار ساعت (A620-4) است. مطالعات صورت گرفته بر رفتار خستگی این آلیاژ در دو چرخه عملیات حرارتی یاد شده نه تنها محدود بوده بلکه بیشتر از نوع محوری بوده است. در این پژوهش پس از انجام مطالعات ساختاری، سختی‌سنجی و آزمون کشش، رفتار خستگی آلیاژ تحت دو چرخه پیرسازی به‌وسیله آزمون خستگی چرخشی خمشی ارزیابی شد. نتایج آزمون کشش نشان داد استحکام تسلیم و استحکام نهایی نمونه A480-1 حدود 40 درصد بیشتر از نمونه A620-4 است. این در حالی است که ازدیاد طول نسبی نمونه A620-4 نسبت به نمونه A420-1 30 درصد افزایش یافته است. نتایج آزمون خستگی نشان داد حد خستگی نمونه پیر شده 50 مگاپاسکال بیشتر از نمونه فراپیر شده است. این نشان‌دهنده مقاومت بیشتر نمونه A480-1 در مقایسه با نمونه A620-4 به خستگی است.
 

---

از آنجایی که فولاد زنگ­نزن رسوب سخت شونده مارتنزیتی pH4-17 کاربرد وسیعی در محیط­ های خورنده دارد، مطالعه رفتار خوردگی خستگی این آلیاژ حائز اهمیت است. در این پژوهش، پس از مطالعات ریزساختاری، آزمون­ های مکانیکی، خوردگی، خستگی و خوردگی خستگی روی نمونه­ های pH4-17 در چرخه بهینه حرارتی انجام شده است. آزمون­ های خستگی و خوردگی خستگی در نسبت تنش 1- و فرکانس اعمال تنش 42/0 هرتز (جهت افزایش تأثیر محلول خورنده) و آزمون خوردگی خستگی در حضور محلول خورنده 5/3 درصد وزنی NaCl  مشابه محیط خورنده آب دریا انجام گرفت. حد خستگی آلیاژpH 4-17 در هوا 700 مگاپاسکال و در محیط خورنده 415 مگاپاسکال است. مقایسه نمودار S-N این آلیاژ در چرخه بهینه حرارتی در دو حالت خستگی و خوردگی خستگی، کاهش حد خستگی در حدود 40 درصد را در محیط خورنده مشخص کرد. بررسی­ ها نشان داد این امر ناشی از تأثیر منفی حفرات خوردگی مشاهده شده در سطح و آسیب دیدن لایه رویین تشکیل شده بر سطح این فولاد زنگ نزن است.