نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

استفاده از پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی زیر لایه فلزی برای تهیه ایمپلنت بدن ، در دهه اخیر ، با هدف ترویج رشد استخوان اطراف ایمپلنت ، تثبیت بیولوژیکی سریعتر ایمپلنت و کوتاهتر کردن زمان التیام و درمان ، توسعه یافته است . در این مقاله به بررسی تأثیر نوع زیر لایه فلزی بر حصول نتایج کلینیکی و پاتولوژیکی پرداخته شده است . در پژوهش حاضر ، ایمپلنت هایی از جنس فولاد زنگ نزن و آلیاژ پایه کبالت با و بدون پوشش هیدروکسی آپاتیت پاشش پلاسمایی شده، تهیه و در دندان گربه اندوایمپلنت شد . پس از گذشت 4 ماه ، میزان ترویج رشد استخوان ارزیابی شد و بررسیهای هیستوپاتولوژیک صورت پذیرفت . نتایج نشانگر آن است که ایمپلنت‌های با پوشش ، میانگین پاسخ بهتری از نظر ترویج رشد استخوان ارائه داده اند . بررسیهای هیستوپاتولوژیکی مؤید آن است که اگرچه ایمپلنت‌های با پوشش تحریک بافتی کمتری در مقایسه با ایمپلنت های بدون پوشش ایجاد کرده اما هیچ یک از نمونه ها سازگاری بافتی کاملاً مناسبی نداشته اند . نوع زیرلایه فلزی در دستاوردهای حاصل نقش تعیین کننده داشته و آلیاژهای پایه کبالت با و بدون پوشش در مقایسه با فولاد زنگ نزن نتایج بهتری به بار آورده‌اند. بررسی رفتار خوردگی آلیاژهای فلزی زیر لایه در آزمونهای آزمایشگاهی و تحلیل نتایج حاصل نیز مؤید تأثیر نوع زیر لایه فلزی و پیامدهای مرتبط با آنهاست

---

فولاد مقاوم در دمای بالای 25Cr-35Ni دارای مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و خزش در دمای بالاست. نتایج بررسیهای به عمل آمده نشان دهنده آن است که این فولاد در شرایط ریختگی دارای جوش پذیری مطلوبی بوده ولی چنانچه جوشکاری بر روی فولاد پیر شده انجام گیرد احتمال ایجاد ترکهایی در منطقه مجاور جوش به سمت فلز پایه وجود دارد. لذا در این پژوهش تاثیر ریز ساختار میکروسکوپی بر جوش‌پذیری این نوع فولاد مورد بررسی قرار گرفته است. ریز ساختار فولاد 25Cr-35Ni در شرایط ریختگی دارای زمینه آستنیتی و شبکه‌ای از کاربیدهای اولیه بوده در حالی که ریز ساختار این فولاد در شرایط پیر شده دارای زمینه آستنیتی و شبکه‌ای از کاربیدهای اولیه همراه با کاربیدهای ریز ثانویه است. تغییر مرفولوژی کاربیدهای اولیه همراه با تشکیل کاربیدهای ثانویه سبب کاهش انعطاف پذیری نمونه پیر شده و افزایش حساسیت آن به ترک خوردن در طی جوشکاری به خصوص از میان کاربیدهای اولیه شده و جوش پذیری این فولاد را در شرایط پیر شده کاهش می‌دهد. ترکها از نوع بین دانه‌ای و از میان کاربیدهای اولیه (یوتکتیک) است. کاربیدهای از نوع NbC و M23C6 در نمونه ریختگی و کاربیدهای از نوع Ni16Nb6Si7 و M23C6 در نمونه پیر شده وجود دارد.

---

مقاطع فولادی پرشده با بتن به دلیل عملکرد مناسب در برابر بارهای لرزه‌ای و اقتصادی بودنشان دامنه کاربرد فراوانی را در سازه‌های مهندسی عمران به خود اختصاص داده‌اند. در این تحقیق ابتدا به صورت تحلیلی، رفتار ستونهای مختلط بر اساس برخی تحقیقات نظری و آزمایشات از قبل انجام شده بررسی شده، سپس به بررسی رفتار غیر خطی مدل سه بعدی مقاطع فولادی جدار نازک پر شده با بتن توسط روش اجزای محدود پرداخته و با مقایسه نتایج حاصله از روش اجزای محدود با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی، مدل اجزای محدود کالیبره شده است. پس از اطمینان از صحت عملکرد مدل اجزای محدود، از آن برای بررسی نمونه‌هایی که از آنها مدل آزمایشگاهی انجام نشده استفاده شده است. نتایج حاصل ازتحلیل با نتایج حاصل از روش طرح LRFD مقایسه شده تا عملکرد این روش مشخص شود.با توجه به کاربرد روزافزون مصالح با مقاومت بالا در طراحی و اجرای سازه‌ها، اثرات افزایش مقاومت فولاد و بتن وتغییرات ضخامت جداره فولادی در عملکرداین ستونها مورد بررسی قرار ‌گرفته است. در مدل کردن ستون از المان مکعبی برای هسته بتنی، المان پوسته برای پروفیل فولادی و همچنین از المان تماسی بین هسته و پوسته برای در نظر گرفتن پیوستگی بین فولاد و بتن استفاده شده است. همچنین برای در نظر گرفتن خواص غیر خطی از مدل سخت شوندگی سینماتیکی در تحلیل استفاده شده است

---

یکی از موارد پیچیده و در عین حال مهم در مطالعات خوردگی تنشی آلیاژها، تعیین وقوع یا عدم وقوع خوردگی تنشی و تعیین زمان شکست آن است. علی‌رغم انجام تحقیقات وسیع در این زمینه، هنوز فرمولبندی یا روش مطمئنی برای تخمین وقوع خوردگی تنشی و همچنین تعیین زمان شکست در اثر خوردگی تنشی ارائه نشده است. در این مقاله، توانایی شبکه‌های عصبی مصنوعی در تعیین زمان شکست فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 بر اثر خوردگی تنشی در محیطهای آبی کلریدی داغ به همراه تحلیل حساسیت پارامترهای کلیدی ارائه شده است. پارامترهایی که در این تحقیق به عنوان ورودی شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته اند شامل دما، غلظت کلر و میزان تنش اعمالی است. همچنین از زمان شکست نیز به عنوان پارامتر خروجی و معیار کلیدی در ارزیابی پارامترهای اثرگذار استفاده شد. راندمان آماری این شبکه میانگین سه مجموعه آموزش و آزمایش است. همچنین برای آزمایش شبکه از داده‌هایی استفاده شد که جزء داده‌های آموزشی نبودند. نتایج حاصل از خروجی شبکه نشان داد که مدل پیشنهادی توانایی پیش بینی زمان شکست را با واریانس 74٪ از داده‌های واقعی داراست.

---

با وجود گذشت بیش از یک صد سال از آغاز مطالعه تیرهای بتن آرمه تحت برش، همچنان مطالب حائز اهمیت و قابل توجهی در این زمینه وجود دارد که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق مطالعه رفتار تیرهای بتن آرمه تحت برش و بیان پاره‌ای از این مطالب و مفاهیم اساسی و نوین در خصوص رفتار این اعضاست. به این منظور با استفاده از نظریه میدان فشاری اصلاح شده و مدل لایه‌ای و تدوین برنامه‌ای رایانه‌ای، تاثیر عواملی از قبیل نسبت فولاد عرضی، نسبت فولاد طولی و نسبت دهانه برش به عمق موثر تیر، ، در رفتار تیرهای بتن آرمه تحت برش را مورد بررسی و مطالعه قرار داده‌ایم. در این مطالعه مشاهده شد که همواره مقداری بهینه برای نسبت فولاد عرضی تیر یافت می‌شود که با افزایش نسبت فولاد عرضی بیش از این مقدار بهینه، قادر به افزایش ظرفیت برشی تیر نخواهیم بود. پس از بیان تعریفی کامل و جامع از نسبت بهینه فولاد عرضی، با مطالعه تاثیر نسبت فولاد طولی و نسبت در رفتار تیر، به این نتیجه رسیدیم که با افزایش نسبت فولاد کششی مقطع، نسبت بهینه فولاد عرضی افزایش یافته؛ و با افزایش نسبت تیر، نسبت بهینه فولاد عرضی کاهش می‌یابد.

---

پوششهای تک‌فاز هیدروکسی آپاتیت به دلیل چقرمگی شکست پایین و چسبندگی ناکافی بین پوشش و زیرلایه، با انواع پوششهای کامپوزیتی حاوی تقویت‌کننده‌های سرامیکی مثل زیرکونیا جایگزین شده‌اند. ساخت پوشش بیوسرامیکی کامپوزیتی حاوی اجزا نانومتری می‌تواند زیست‌سازگاری و زیست‌فعالی مطلوب، کنترل نرخ اضمحلال پوشش و بهینه ساختن خواص مکانیکی را موجب شود. در پژوهش حاضر، ساخت و مشخصه‌یابی پوشش نانوساختار هیدروکسی آپاتیت- زیرکونیا و پوشش هیدروکسی آپاتیت تک فاز بر روی زیرلایه فولاد زنگ‌نزن 316 ال به روش سل- ژل موردنظر قرار گرفت و مقاومت خوردگی و میزان انحلال آن ارزیابی شد. نتایج آزمون طیف‌سنجی جذب اتمی حاکی از افزایش غلظت یون کلسیم آزاد شده از پوششها با گذشت زمان بود و میزان یون کلسیم آزاد شده در پوششهای کامپوزیتی نسبت به پوشش تک‌فاز هیدروکسی‌آپاتیت کمتر بود. در دمای کلسینه کردن 950 درجه سانتی‌گراد، فاز غالب در پوشش کامپوزیتی تهیه شده، هیدروکسی‌آپاتیت و زیرکونیا با شبکه‌‌های بلوری مختلف بود. تعیین اندازه دانه‌ها به کمک معادله شرر، حضور نانوذرات زیرکونیا با اندازه (20-30 نانومتر) در زمینه هیدروکسی‌آپاتیت (40-80 نانومتر) را تأیید کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، حصول پوششهای بدون ترک ولی متخلخل را نشان داد. نتایج حاصل از آزمون خوردگی بیانگر آن است که پوشش کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- زیرکونیا با ساختار متخلخل و داشتن ریزترکها قادر نیست به طور کامل از برهمکنش زیرلایه با الکترولیت جلوگیری کند و احتمالا نمی‌تواند از آزادشدن یونهای فلزی ممانعت جدی به عمل آورد. به نظر می‌رسد که پوشش‌ نانوساختار هیدروکسی‌آپاتیت- زیرکونیا به دلیل ساختار و ابعاد نانومتری فازهای تشکیل‌دهنده، بتوانند موجب کاهش مدت زمان تثبیت کاشتنی در مجاورت بافت سخت شده و ضریب اطمینان درمان را افزایش دهد.

---

در این مقاله انرژی ضربه چارپی فولادهای مرتبه‌ای در حالت توقفگر ترک، بررسی شده است. فولادهای مرتبه‌ای که دارای لایه‌های فریتی، آستنیتی، بینیتی و/یا مارتنزیتی‌اند را می‌توان توسط فرایند ذوب سرباره الکتریکی به دست آورد. نتایج آزمایش ضربه نشان دادند که موقعیت نوک شیار و فاصله آن از تک‌فازهای بینیت و مارتنزیت عوامل اصلی تعیین‌کننده انرژی ضربه نمونه‌هایند. اندازه منطقه مومسان جلوی نوک شیار در یک ماده مرتبه‌ای بسته به شیب انرژی ضربه کم و یا زیاد می‌شود. هرچه نوک شیار به فاز ترد نزدیکتر باشد، انرژی ضربه کمتر می‌شود و بالعکس. تأثیر اندازه منطقه مومسان بر انرژی ضربه چارپی نیز به طور نظری بررسی شده است.

---

به منظور افزایش بازدهی و عمر کاری صفحات اتصال دهنده فلزی مورد استفاده در سلولهای سوختی اکسید جامد از پوششهای محافظ و رسانا استفاده می‌شود. در این پژوهش فولاد فریتی زنگ نزن 430 AISI در یک مخلوط پودری پایه کبالت به روش سمانتاسیون فشرده پوشش داده شد و تأثیر ضخامت لایه اکسیدی کرومیا (Cr2O3) بر روی مقاومت سطحی ویژه (ASR) توسط آنیل همدما در 800ºC و آنیل ناهمدما در دماهای بین ºC 400-900 بررسی شد. نتایج نشان داد که تشکیل اسپینلهای MnCo2O4 و CoCr2O4 در طول اکسیداسیون، هدایت الکتریکی را بهبود می‌دهد. افزایش زمان آنیل همدما و افزایش دمای آنیل باعث افزایش ضخامت لایه اکسیدی شده که در نتیجه موجب افزایش ASR می‌شود.

---

در این تحقیق، یک مدل گرمایی- ساختاری سه بعدی برای شبیه‌سازی عددی فرایند سرد کردن پیوسته فولادها توسعه داده شد. مدل توسعه یافته، برای شبیه‌سازی فرایند سرد شدن قطعات چرخ‌دنده از جنس فولاد ساده کربنی 1045 و فولاد کم‌آلیاژ 4140 مورد استفاده قرار گرفت. ضرایب انتقال گرما حین کوئنچ در دو محیط آب و روغن توسط روشهای تجربی و حل معکوس به صورت تابعی از دمای سطح ارزیابی شد. خواص ترموفیزیکی فولاد به صورت تابعی از دما و نوع فازها در نظر گرفته شد و اثر گرمای آزاد شده حین دگرگونیهای فازی در مدل اعمال شد. برای اعتبارسنجی و بررسی کارایی مدل، آزمایشهای تجربی شامل ثبت تاریخچه دمایی و متالوگرافی و سختی‌سنجی نمونه‌ها انجام شد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج آزمایشات تجربی، کارایی و دقت مدل را تأیید کرد. با استفاده از مدل حاضر، ریزساختار و سختی چرخ دنده‌های فولادی پس از فرایند سرد کردن پیوسته در شرایط مختلف پیش‌بینی شد.

---

در این تحقیق، تاثیر پتانسیل بر ترکیب شیمیایی و پروفیل غلظتی عناصر در لایه رویین تشکیل شده روی فولاد زنگ نزن 316 کم کربن در محلول 05/0 مولار اسید سولفوریک با استفاده از تحلیل طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس بررسی شد. برای تشکیل لایه رویین در بازه رویین شدن، چهار پتانسیل 2/0-، 2/0، 5/0 و VSCE 8/0 انتخاب و نمونه ها در پتانسیل های تشکیل مربوطه به مدت 60 دقیقه نگه داری شدند. نتایج آزمون های طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس نشان داد که غلظت اتمی آهن و کروم در ابتدا با افزایش پتانسیل تا VSCE 5/0 افزایش و پس از آن کاهش می یابد. این کاهش، نشان دهنده‌ی انحلال سطحی کاتیون های آهن و کروم از لایه رویین به درون محلول است. برای دو عنصر آلیاژی نیکل و مولیبدن تغییر آشکاری در غلظت اتمی با افزایش پتانسیل لایه مشاهده نمی شود. نتایج نشان داد که با افزایش پتانسیل و نزدیک شدن به منطقه رویین گذرا، اکسید شدن کاتیون کروم سه ظرفیتی به شش ظرفیتی در لایه رویین اتفاق می افتد.

---

در این پژوهش اتصال آلیاژ V4-Al6-Ti به فولاد زنگ نزن 410 با استفاده از سه فلز پرکننده مختلف پایه نقره، پایه نیکل و پایه تیتانیوم با استفاده از عملیات لحیم‌کاری سخت در شرایط خلا مورد بررسی قرار گرفته است. برای دست‌یابی به فاصله توقف بهینه، عملیات لحیم‌کاری در سه فاصله توقف 02/0 ، 04/0 و 06/0 میلی‌متر انجام شد. بعد از انجام عملیات لحیم‌کاری اتصال‌ها از لحاظ استحکام و سختی مورد بررسی قرار گرفت. اندازه‌گیری استحکام اتصالات لحیم شده نشان می‌دهد که اتصالات ایجاد شده با فلز پرکننده پایه تیتانیوم در فاصله توقف 02/0 میلی‌متر، دارای استحکام 5/149 مگاپاسکال است که حداکثر استحکام را نسبت به سایر نمونه‌های لحیم شده دارد.

---

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر تزریق آلومینیم به‌داخل کریستالیزاتور بر نوع، ترکیب، تغییرات اکتیویته حفره‌ها و آخال‌های موجود در فولاد کم کربن USD7 است. این فولاد در کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شود که حفره‌ها و آخال‌های موجود در آن باعث پارگی در خط نورد کارخانه می‌شد. برای بهبود کیفیت این فولاد، مفتول آلومینیم خالص با قطر 4/2 میلی‌متر و با سرعت‌های 2، 4، 6 و 8 متر بر دقیقه در بازه‌های زمانی مشخص به‌درون کریستالیزاتور تزریق شده، از مراحل مختلف خط تولید نمونه‌گیری شد. نتایج نشان از دارد که بسش‌تر آلومینیم افزوده شده به‌صورت اکسید آلومینیم به سرباره رفته و بقیه موجب تغییر ترکیب شیمیایی آخال موجود در مذاب می‌شود. افزایش آلومینیم موجب افزایش اکتیویته آلومینا و کاهش اکتیویته سایر اکسیدها در سرباره و آخال‌های موجود در مذاب می‌شود. اکتیویته Al2O3 از 313/0 به‌649/0 افزایش یافته، احتمال تشکیل Al2O3 و خروج اکسیژن از سیستم افزایش می‌یابد. در بررسی‌های میکروسکوپ الکترون روبشی شمش‌های مختلف مشخص شد که آخال‌های موجود در نمونه بدون تزریق آلومینیم، بیش‌تر از نوع MnO وFeO است که این آخال‌ها در اطراف حفره‌های موجود در شمش هم قرار داشتند. در نهایت سرعت بهینه تزریق بر اساس ترکیب شیمیایی فولاد و هم‌چنین دیدگاه متالورژیکی حدود 4 متر بر دقیقه تشخیص داده شد.

---

در این مقاله به بررسی خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی 316AISI به فولاد کم کربن 37St جوش‌کاری شده با روش جوش‌کاری اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شده است. جوش‌کاری اصطکاکی اغتشاشی با سرعت چرخشی ثابت rpm 800 و سرعت های خطی mm/min 150،100 و50 انجام شد. بررسی های فازی توسط آزمون پراش اشعه ایکس و آزمون طیف سنجی اشعه ایکس و بررسی خواص مکانیکی توسط آزمون کشش، آزمون سوراخ برشی و آزمون ریزسختی سنجی انجام شد. نتایج بررسی‌های فازی در مرز اتصال شواهدی از تشکیل کاربید و ترکیب های بین فلزی را نشان نداد. نتایج آزمون کشش نشان می دهد شکست در تمام نمونه‌های جوش‌کاری شده از ناحیه فلز پایه فولاد 37St اتفاق می افتد. نتایج آزمون سوراخ برشی بیشترین استحکام برشی نهایی و استحکام تسلیم برشی را برای نمونه جوش‌کاری شده با سرعت چرخشی rpm 800 و سرعت خطی mm/min150 نشان داد. با این حال این نمونه کمترین درصد ازدیاد طول برشی را نشان می دهد. نتایج آزمون ریزسختی سنجی نیز بیشترین میزان ریزسختی را در ناحیه اغتشاشی سمت فولاد 316 AISI نمونه جوش‌کاری شده با سرعت چرخشی r‏pm 800 و سرعت خطی mm/min150 نشان می‌دهد که دلیل آن کاهش اندازه دانه ها ناشی از تبلور مجدد دینامیکی است.

---

در این پژوهش به­ بررسی تاثیر اندازه دانه بر رفتار خوردگی فولاد زنگ­ نزن آستنیتی 304­ال در محلول اسید کلریدریک 1/0 مولار پرداخته شده است. برای این­ کار، ساختارهایی با اندازه دانه ­های 5/0، 3 و 12 میکرومتر از طریق دگرگونی مارتنزیتی با 80 درصد نورد سرد و بازگشت آن به آستنیت با آنیل بازگشتی در دمای 900 درجه سانتیگراد و زمان­ های 1، 5 و 180 دقیقه تولید شد. برای ارزیابی رفتار خوردگی از آزمون ­های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون سیکلی و غوطه ­وری استفاده شد. نتایج نشان داد که نمونه ­های با اندازه دانه ­های مختلف نرخ خوردگی یکنواخت یکسانی دارند. با وجود این، بر اساس آزمون ­های پلاریزاسیون سیکلی مشخص شد که با کاهش اندازه دانه، مقاومت در برابرحفره ­دار شدن بهبود یافته است به ­طوری­که پتانسیل حفره ­دار شدن از 290 میلی­ولت برای اندازه دانه 12 میکرومتر به 420 میلی­ولت برای اندازه دانه 5/0 میکرومتر افزایش یافت.

---

در پژوهش حاضر، یک نوع فولاد ساده کربنی با ساختار فوق ریز دانه با اعمال یک فرایند ترمومکانیکی موثر در گستره دمایی آستنیت شبه پایدار (Ae₃-Ar₃) و با استفاده از روش تلفیقی اکستروژن - پرس در کانال‌های زاویه ­دار با مقاطع همسان فراوری شد. در ابتدا با استفاده از تحلیل المان محدود سه بعدی دما - جابه‌جایی، تاثیر دمای پیشگرم در توزیع کرنش و دما در نمونه‌های تغییر شکل داده شده مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج به‌دست آمده، دمای 930 درجه سانتی‌گراد به‌عنوان مناسب‌ترین دمای پیشگرم برای دستیابی به ساختار فوق ریز دانه از طریق وقوع دگرگونی دینامیکی آستنیت به فریت انتخاب شد. با اعمال تغییر شکل بر روی فولاد مورد نظر در این دمای پیشگرم و بررسی ریزساختار نهایی، نتایج حاصل از تحلیل المان محدود مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان داد که در اثر این فرایند ترمو‌مکانیکی اندازه دانه‌های فریت از 32 میکرومتر در ساختار اولیه به 1 تا 3 میکرومتر پس از اعمال فرایند کاهش پیدا می‌کند.

---

فولاد زنگ‌ نزن سوپر دو فازی به دسته‌ای از فولاد‌های زنگ نزن دو فازی گفته می‌شود که عدد مقاومت به حفره‌دار شدن آن بالاتر از 40 باشد. فولاد UNS S32750 (unified numbering system) یکی از معروف‌ترین فولاد‌های زنگ نزن سوپر دو فازی می‌باشد، که به‌علت خواص مطلوب استحکام و خوردگی در صنایع پالایشگاهی نظیر نفت و گاز کاربرد عمده‌ای پیدا کرده است. با توجه به کاربرد این فولاد اتصال دائم آنها به‌روش جوشکاری اهمیت بالایی می‌یابد و مشکل عمده در این رابطه افت خواص مکانیکی و خوردگی پس از جوشکاری می‌باشد. در این تحقیق جوشکاری فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی UNS S32750 با روش اصطکاکی اغتشاشی انجام شده است. ابزار مورد استفاده در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی کاربید تنگستن رنیوم‌دار با قطر شانه 16 میلی‌متر و قطر بزرگ پین 5 میلی‌متر به ارتفاع 9/1 میلی‌متر می‌باشد. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتوی ایکس نشان داد فازهای مضر نظیر سیگما ((sigma و چی (chi) به‌علت کنترل حرارت ورودی تشکیل نشده‌اند. بررسی‌های ریزساختاری مشخص کرد اندازه دانه‌ها در منطقه اغتشاش نمونه‌های جوشکاری شده کاهش یافته است. آزمون ریزسختی برروی نمونه‌های جوشکاری شده به‌روش ویکرز انجام پذیرفت. متوسط سختی فلز پایه در حدود 285 ویکرز به‌دست آمد. آزمون ریزسختی مشخص کرد در منطقه اغتشاش به‌دلیل کاهش اندازه دانه سختی تا حدود 360 ویکرز افزایش یافته است. آزمون پلاریزاسیون سیکلی در مورد نمونه‌های اتصال یافته به‌روش اصطکاکی اغتشاشی نشان داد پتانسیل و جریان خوردگی مشابه با فلز پایه می‌باشد. همچنین مشاهده شد در اثر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی درصد فریت در مقطع جوش به‌دلیل پایین بودن حرارت ورودی و بالا بودن سرعت سرد شدن تغییر قابل ملاحظه‌ای نشان نداده است.
 

---

در این تحقیق سینتیک رشد لایه آستنیت در سطح فولاد زنگ‌نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo حین عملیات نیتروژن‌دهی محلولی و تأثیر افزودن نیتروژن برروی ریزساختار و سختی فولاد مورد مطالعه قرار گرفته است. تسمه‌هایی به ضخامت 2 میلی‌متر از این فولاد در دمای 1200 درجه سانتی‌گراد تحت اتمسفر گاز نیتروژن با فشار25/0 مگاپاسکال به مدت زمان‌های 2، 3، 6، 9 و 12 ساعت نیتروژن‌دهی شدند. ریزساختار، ضخامت لایه آستنیتی و سختی نمونه‌های نیتروژن‌دهی شده با استفاده از میکروسکوپ نوری، تفرق پرتو ایکس (XRD) و ریزسختی سنجی مطالعه شدند. نتایج نشان داد که با انجام عملیات نیتروژن‌دهی، نیتروژن به‌صورت مرزدانه‌ای و شبکه‌ای نفوذ کرده و باعث استحاله فازی فریت به آستنیت می‌شود. سینتیک استحاله فریت به آستنیت با نفوذ نیتروژن با ضریب نفوذ متوسط ^5-10×54/6 میلی‌متر مربع بر ثانیه کنترل می‌شود. ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده متناسب با ریشه دوم زمان نیتروژن‌دهی افزایش می‌یابد و پس از 12 ساعت نیتروژن‌دهی، کل ضخامت نمونه فریتی با سختیHV_0/1  262 به آستنیت با سختی HV_0/1  420 تبدیل می‌شود.
 

---

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.
 

---

در این پژوهش، اتصال غیر‌مشابه فولاد کم آلیاژ 4130 به فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ‌L316 به‌روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز مورد بررسی قرار گرفت. از دو فلز پرکننده ERNiCr-3 و فولاد زنگ‌نزن ER309L بـه ایـن منظـور اسـتفاده شـد. پـس از جوشـکاری، ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلز جوش، مناطق متأثر از حرارت و فصل مشترک‌ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال از آزمون‌های ضربه و کشش استفاده شد. مشاهدات انجام شده توسط SEM نشان داد که در آزمون ضربه، شکست نمونه‌ها به‌صورت نرم می‌باشد. در آزمون کشش نمونه جوش داده شده با سیم جوش ER309L از فولاد پایه L‌316 دچار شکست شد، اما نمونه جوش داده شده با سیم جوش ERNiCr-3 از محل جوش دچار شکست شد. بررسی‌ها نشان‌دهنده وجود سـاختار دندریتی در فلزات جوش پایه نیکلی بود. ریزساختار فلـز پرکننده فولاد ER309L به‌صورت سلولی- دندریتی بوده و به‌دلیل وجـود فاز فریـت دلتـا در نـواحی بـین دنـدریتی آستنیت زمینه، هیچ‌گونه ترکی در این اتصال مشاهده نشد.
 

---

در این تحقیق فرایندهای شکل‌دهی گرم صنعتی با هدف دستیابی به دانش فنی و بومی‌سازی فرایند شکل‌دهی فولادهای زنگ‌نزن با استفاده از آزمون فشار گرم برای فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 321 شبیه‌سازی شد. نمودارهای تنش- کرنش حقیقی به‌دست آمده رفتار متداول بازیابی دینامیکی را از خود نشان دادند. اما با بررسی‌های میکروسکوپی مکانیزم ترمیم غالب در حین تغییر شکل گرم این فولاد از نوع تبلور مجدد دینامیکی تشخیص داده شد که با توجه به انرژی نقص در چیده شدن کم فولاد زنگ‌نزن 321 وقوع این پدیده توجیه گردید. سپس با استفاده از نمودارهای مرتبط با تنش حقیقی، کرنش حقیقی و نرخ کرنش سختی، نقطه شروع تبلور مجدد دینامیکی در شرایط مختلف مشخص شد. همچنین با استفاده از معادلات ساختاری و پارامتر زنز هولمن، رفتار شکل‌دهی گرم فولاد زنگ‌نزن 321 مورد بررسی قرار گرفت و انرژی اکتیواسیون تغییر شکل گرم برای این فولاد برابر 422 کیلو ژول بر مول تعیین گردید.