دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده مهندسی مواد

ساخت درجای نانوکامپوزیت در سیستم سه تایی Mg-Cu-O بر سطح آلیاژ منیزیم AZ91C با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی خواص تریبولوژیکی آن

پایان‌نامه کارشناسی ارشد جوشکاری

استاد

دکتر فتح اله کریم‌زاده

دکتر محمدحسین عنایتی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فهرست مطالب……………………….هشت

فهرست شکل‌ها………………………………ده

فهرست جداول……………………………………سیزده

چکیده…………………………….1

فصل اول: مقدمه. 2

فصل دوم: مروری بر منابع.. 4

2-1 معرفی منیزیم و آلیاژهای آن.. 4

2-2 آلیاژهای منیزیم.. 5

2-2-1 آلیاژهای کارشده منیزیم.. 5

2-2-2 آلیاژهای ریختگی منیزیم.. 6

2-3 خواص منیزیم.. 6

2-4 اثر عناصر آلیاژی بر خواص منیزیم.. 7

2-4-1 اثر افزودن عنصر آلیاژی Alبر خواص منیزیم.. 7

2-4-2 اثر افزودن عنصر آلیاژیZn بر خواص منیزیم.. 9

2-4-3 اثر افزودن منگنز بر خواص منیزیم.. 9

2-4-4 اثر سایر عناصر آلیاژی بر خواص منیزیم.. 9

2-5 کاربرد آلیاژهای موجود در سیستم Mg-Cu. 9

2-6 مکانیزم فرایند اصطکاک اغتشاشی.. 10

2-6-1 ابزار فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 11

2-7 سرعت چرخشی (ω) و سرعت حرکت خطی پین بر سطح قطعه کار (v). 12

2-8 زاویه ابزار با سطح قطعه. 14

2-9 عملیات حرارتی جانبی.. 14

2-10 تحولات ساختاری فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 15

2-10-1 ناحیه‌ی اغتشاش(SZ) 15

2-10-2 منطقه‌ی تحت تأثیر عملیات ترمومکانیکی(TMAZ) 16

2-10-3 منطقه ی تحت تأثیر حرارت (HAZ) 17

2-11 اثر تعداد پاس‌های فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر خواص و ریزساختار نهایی.. 17

2-12 اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر سختی.. 18

2-13 کاربردهای فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 20

2-14 سایش…. 22

2-15 سایش چسبان.. 22

2-15-1 پارامترهای مؤثر در سایش چسبان.. 23

2-16 سایش خراشان.. 24

2-17 سایش ورقه‌ای.. 25

2-18 تفاوت بین سایش چسبان و ورقه‌ای.. 25

2-19 سایش نوسانی.. 25

2-20 رفتار سایشی آلیاژهای منیزیم.. 25

2-21 نقشه سایشی آلیاژ AZ91. 26

2-22 تأثیر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار سایشی آلیاژ AZ91. 27

2-23 ترکیبات بین‌فلزی نمودار فازی Mg-Cu. 28

2-24 جمع‌بندی و هدف از اجرای پژوهش…. 29

فصل سوم: مواد، تجهیزات و روش تحقیق.. 30

3-1 مقدمه. 30

3-2 مواد اولیه. 30

3-3 آماده سازی نمونه‌ها 31

3-4 بهینه سازی پارامترهای فرایند.. 32

3-5 ارزیابی های متالورژیکی.. 32

3-6 بررسی رفتار مکانیکی.. 32

3-6-1 آزمون سختی سنجی.. 32

3-6-2 آزمون کشش…. 33

3-6-3 آزمون سایش…. 33

3-7 عملیات حرارتی T6. 33

فصل چهارم: نتایج و بحث… 34

4-1 ساخت نانوکامپوزیت در سیستم‌های Mg/Cu وMg/CuO.. 34

4-2 تعیین پارامتر بهینه. 34

4-3 بررسی اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی و کامپوزیت‌سازی بر ریزساختار آلیاژAZ91. 36

4-4 بررسی فازی و میکروساختاری کامپوزیت AZ91/CuO قبل و بعد از عملیات حرارتی.. 41

4-5 ارزیابی خواص مکانیکی.. 43

4-5-1 سختی سنجی.. 43

4-5-2 بررسی رفتار کششی.. 44

4-5-3 بررسی سطوح شکست… 46

4-6 شکل‌گیری ترکیبات بین‌فلزی طی فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 48

4-6-1 سینتیک و ترمودینامیک تشکیل ترکیبات بین‌فلزی.. 48

4-6-2 مکانیزم تشکیل تقویت‌کننده‌ها طی فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 51

4-7 رفتار سایشی کامپوزیت‌های مختلف در سیستم‌های مختلف Mg-Cu و Mg-CuO.. 54

4-7-1 بررسی مکانیزم‌های حاکم بر سایش…. 56

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات… 63

5-1 نتیجه‌گیری و جمع‌بندی نهایی.. 63

 برای خرید متن کامل پایان نامه با منابع کامل اینجا کلیک کنید

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد“M.Sc”

مهندسی مواد–شناسایی و انتخاب مواد

عنوان:
بررسیتاثیردماوزماناتصالبرخواصمکانیکیاتصالشیشهبوروسیلیکاتیبهآلیاژ کوار

استاد راهنما:
دکتر ولی اله دشتی زاد

شماره دانشجویی:
9140110422

بهمن 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان مطالب شماره صفحه

چکیده 1

فصل اول: کلیات 2

1-1-مقدمه 3

فصل دوم: اصول نظری و مروری بر منابع 6

2-1- مقدمه 7

2-2- خواص شیشه بوروسیلیکاتی 7

2-3- خواص آلیاژ کوار 8

2-4- شرایط اتصال شیشه و فلز 9

2-4-1- ضریب انبساط حرارتی 9

2-5- ترشوندگی 11

2-6- روش های اتصال فلز و شیشه 13

2-6-1- اتصال چسبی 14

2-6-2- اتصال ذوبی 15

2-6-3- لحیم کاری 15

2-6-4- جوش انقباضی آلتراسونیک 16

2-6-5- اتصال نفوذی 17

2-6-6 اتصال الکتروستاتیکی 19

2-7 – طبقه بندی اتصالات شیشه – فلز بر اساس ضریب انبساط حرارتی 20

2-8- مکانیزم اتصال کوار به شیشه بوروسیلیکاتی 22

2-9 – مراحل اتصال فلز و شیشه 23

2-9-1- تمیز کردن سطوح 23

2-9-2- پیش اکسیداسیون سطح آلیاژ قبل از اتصال 23

2-9-3- کربن زدایی و گاززدایی 26

2-9-4- آنیل کردن 27

2-10- بررسی فصل مشترک اتصال کوار و شیشه 28

2-12- بررسی اکسیداسیون آلیاژ کوار 29

2-13- بررسی تاثیر دما، زمان و اتمسفر در اتصال کوار به شیشه بوروسیلیکاتی 31

2-14- تست نشت 36

2-15- بررسی سطح مقطح اتصالات 37

2-16- بررسی استحکام برشی اتصال کوار به شیشه بوروسیلیکاتی 39

2-17- تست مکانیکی اتصال فلز و شیشه 41

2-17-1- استحکام اتصال 43

2-17-2- تست ضربه در اتصال فلز- شیشه 44

2-17-3 – تست کشش در اتصال شیشه و فلز 47

فصل سوم : روش انجام کار 49

3-1-برقراری اتصال میان شیشه بوروسیلیکاتی و آلیاژ کوار 50

3-1-1- تهیه مواد اولیه 50

3-1-2- آماده سازی اولیه نمونه ها به منظور برقراری اتصال 50

3-1-3-پرداخت و تمیز کاری 51

3-1-4- اکسیداسیون آلیاژ کوار در اتمسفر N₂-H₂-H₂O 52

3-1-5- مراحل اکسیداسیون آلیاژ کوار در اتمسفر N₂-H₂-H₂O 53

3-2- اتصال شیشه ی بوروسیلیکاتی و آلیاژ کوار 55

3-2-1- فرایند اتصال در اتمسفر نیتروژن به روش تابشی در کوره تیوبی 55

3-2-3- برقراری اتصال از طریق گرمادهی القایی در اتمسفر نیتروژن 60

3-3- اندازه گیری استحکام کششی نمونه های اتصال یافته 62

فصل چهارم: نتایج و تحلیل 64

4-1- نتایج تست دیلاتومتری 65

4-2- نتایج انجام اکسیداسیون در اتمسفر کنترل شده N₂-H_2-H₂O 69

4-3- بررسی مکانیزم اتصال ایجاد شده بین شیشه بورو سیلیکاتی و آلیاژکوار 72

4-4- نتایج آزمون کشش نمونههای اتصال 73

نتیجه گیری 81

پیشنهادات 82

منابع و ماخذ 83

فهرست جداول

عنوان مطالب شماره صفحه

جدول 2-1 ، ترکیب شیمیایی شیشه بوروسیلیکات 8

جدول 2-2 ترکیب شیمیایی آلیاژ کوار 9

جدول2-3، پارامترهای استفاده شده برای سه گروه از نمونه ها 31

جدول 2-4، تنش شکست متوسط بر حسب اتمسفر 40

جدول2-5، میزان نیرو و تنش برای تست ضربه 47

جدول 3-1، ترکیب شیمیایی آلیاژ کوار 50

جدول 3-2، ترکیب شیمیایی شیشه بوروسیلیکاتی 50

جدول 3-3، شرایط اکسیداسیون سطح کوار 53

جدول 3-4، شرایط نگهداری نمونه ها در کوره 59

جدول 3-5، زمان و دمای نگهداری نمونه ها 59

جدول4-1، ضرایب انبساط حرارتی در دماهای مختلف برای شیشه 65

جدول 4-2، شرایط اکسیداسیون و افزایش وزن نمونه های اکسید شده در اتمسفر در دمای 20 درجه 70

جدول 4-3، شرایط اکسیداسیون وافزایش وزن نمونه های اکسید شده در اتمسفر در دمای 25 درجه 70

جدول 4-4، نیروی شکست لازم برای نمونه ها در زمان ثابت و دماهای متفاوت 76

جدول 4-5، نیروی شکست نمونه ها در دمای ثابت 1000 درجه و زمانهای مختلف 79

فهرست شکل ها

عنوان مطالب شماره صفحه

شکل2-1، متمرکزکننده سهمی گون، لوله های گیرنده روی خط کانونی قرار گرفته اند 4

شکل2-2، شمایی از لوله گیرنده خورشیدی 5

شکل 2-3، تنشهای حرارتی باقیمانده در فرایند اتصال سرامیک و فلز 10

شکل2-4، ترشوندگی سطح جامد توسط مایع برای زوایای مختلف‏ 11

شکل2-5، زاویه تماس بین شیشه بوروسیلیکات و آلیاژ کوار با پیش اکسیداسیون در زمان های مختلف 12

شکل 2-6، تصویر الکترون برگشتی و پراش اشعه ایکس از ناحیه اتصال‎ ‎کوار و شیشه بوروسیلیکاتی‏ 13

شکل 2-7، زاویه ترشوندگی ‏q، با انرژی سطحی مایع – بخار ‏gLV‏ ، انرژی سطحی جامد – بخار ‏gSV‏ و انرژی سطحی جامد – ‏مایع ‏gSL‏ ‏‏‏ 15

شکل 2-8- جوش انقباضی ـ آلتراسونیک 17

شکل2-9، مکانیزم اتصال نفوذی(القایی) 18

شکل 2-10، اتصال الکتروستاتیکی‏ 20

شکل 2-11، طبقه بندی اتصالات شیشه – فلز بر اساس ضریب انبساط حرارتی‏ 21

شکل 2-12، میکروساختار آلیاژ کوار 24

شکل 2-13، پراش پرتو ایکس آلیاژ کوار که با نمونه های مورد استفاده در تیوب اشعه ایکس پزشکی و دندان پزشکی مقایسه ‏شده است 25

شکل 2-14، تصویر الکترون های برگشتی و ‏EDX‏ آلیاژ ‏Fe-Ni-Co‏ 25

شکل2-15، ضخامت و افزایش وزن آلیاژ پیش اکسید شده با شعله نازل ‏LPG/O2‎‏ 26

شکل2-16، تغییرات وزن آلیاژ کوار با زمان دی کربوره شدن‏ 27

شکل2-17، پراش اشعه ایکس از سطح مقطه آلیاژ کوار پیش اکسید شده 28

شکل 2-18، ارتباط بین نرخ اکسایش و زمان نگهداری 29

شکل 2-19، میکروگراف لایه اکسید بر سطح آلیاژ کوار در دمای 700 درجه سانتی گراد 30

شکل 2-20، میکروگراف لایه اکسید تشکیل شده بر سطح کوار در دمای 800 درجه سانتی گراد 30

شکل 2-21، نمونه های گروه‎ A‏ آلیاژ اکسید شده کوار که در دمای 925 درجه گرم شده و به مدت 15 دقیقه در کوره در ‏اتمسفر نیتروژن نگه داشته ‏شده است 31

شکل 2-22، نمونه های گروه‎ B‏ آلیاژ اکسید نشده کوار که در دمای 925 درجه گرم شده و تنها فقط به مدت 15 دقیقه در ‏کوره در اتمسفر نیتروژن ‏نگه داشته شده است ‏ 31

شکل2-23، بررسی سطح مقطع اتصال توسط ‏SEM-BEI‏ و اسکن خطی ‏X-ray‏ در اتمسفر هوا 32

شکل2-24، بررسی سطح مقطع اتصال توسط ‏SEM-BEI‏ و اسکن خطی ‏X-ray‏ در اتمسفر خلا ‏ 33

شکل 2-25، تصویر ‏SEM‏ دندریت های تشکیل شده در اتمسفر هوا 34

شکل2-26، گراف آنالیز ‏EDS‏ شیشه بوروسیلیکاتی (‏b‏) بعد و (‏c‏) قبل از اتصال 34

شکل 2-27، تصویر ‏TEM‏ اتصال و تشخیص فاز های تشکیل شده به کمک الگوی پراش موضعی ‏ 35

شکل 2-28،تصویر ‏TEM‏ اتصال در شرایط اتمسفر خلاء و شناسایی فاز های موجود به کمک الگوی پراش موضعی 35

شکل2-29، شماتیک فرایند تشکیل دندریت های ‏Fayalite‏ از طریق لایه واسطه 36

شکل2-30، سطح مقطع اتصال کوار- شیشه بوروسیلیکاتی 38

شکل 2-31، ارتباط ارتفاع صعود گاز و زمان اکسیداسیون.‏ 39

شکل 2-32، ارتباط نقطه شبنم با میزان صعود گاز 39

شکل 2-33، آنالیز ‏ESCA‏ سطح شکست نمونه تهیه شده در نیتروژن 40

شکل 2-34، شماتیک اتصال ، لایه واکنش و تمامی عیوب محتمل‏ 42

شکل2-35، انواع مختلف تست های مکانیکی ‏a‏) تست کشش، ‏b‏) تست خمش سه نقطه ای، ‏c‏) تست خمش چهار نقطه ای، ‏d‏) ‏تست برشی، ‏‎ e‏) ‏تست برش روی حلقه یا استوانه 43

شکل 2-36، تست فشار در ناحیه اتصال.‏ 44

شکل 2-37، تنشهای اصلی در اتصال فلز و شیشه 44

شکل 2-38، مدل سازی شدت تنشهای کششی در اتصال فلز شیشه.‏ 45

شکل 2-39، نحوه بارگذاری برای تعیین تنشها 46

شکل2-40، منحنی نیرو در دمای اتاق و 300 درجه فارنهایت.‏ 47

شکل 2-41تست کشش اتصال شیشه – فلز 48

شکل 3-1، نمونه اتصال 51

شکل 3-2، گرادیان حرارتی کوره تیوبی.‏ 52

‏3-‏‎3‎‏ تغییرات تقریبی درصد وزنی رطوبت اشباع شده در هوا یا گاز نیتروژن نسبت به دما( با اغماض می توان میزان حلالیت آب ‏در هوا و ‏نیتروژن ‏‏را یکسان دانست) 54

شکل 3-‏‎4‎‏ ، کوره تیوبی 56

شکل 3-5، دستگاه دیلاتومتری 57

شکل 3-6، نمونه بسته شده بر روی انتقال دهنده 57

شکل 3-7، نمای بیرونی دستگاه القای ساخته شده 61

شکل 3-8، نمای داخلی دستگاه القای ساخته شده 62

شکل 3-9، دستگاه کشش 63

شکل 4-1، منحنی آزمون دیلاتومتری برای شیشه بوروسیلیکاتی محصول شات آلمان 66

شکل 4-2، نرخ انبساط حرارتی شیشه و فلز 67

شکل 4-3، نرخ انبساط حرارتی شیشه و کوار ، نمونه شماره 1‏ 68

شکل 4-4، نرخ انبساط حرارتی شیشه و کوار ، نمونه شماره2‏ 68

شکل 4-5، نرخ انبساط حرارتی شیشه و کوار ، نمونه شماره 3‏ 69

شکل 4-6، نمودار تغییرات وزن بر واحد سطح نمونه ها، دمای مخزن آب 20 درجه سانتی گراد 71

شکل 4-7، نمودار تغیرات وزن بر واحد سطح نمونه ها، دمای مخزن آب 25 درجه سانتی گراد 71

شکل 4-8، نمونه شماره 1،نمودار کشش در زیر دمای 940 درجه سانتی گراد و زمان 4 دقیقه 74

شکل 4-9، نمونه شماره 1،نمودار کشش در زیر دمای 970 درجه سانتی گراد و زمان 4 دقیقه 74

شکل 4-10، نمونه شماره 1،نمودار کشش در زیر دمای 1000درجه سانتی گراد و زمان 4 دقیقه 75

شکل 4-11، نمونه شماره 1،نمودار کشش در زیر دمای 1030 درجه سانتی گراد و زمان 4 دقیقه 75

شکل 4-12، نمونه شماره 1،نمودار کشش در زیر دمای 1060 درجه سانتی گراد و زمان 4 دقیقه 76

شکل 4-13، نمودار کشش در زیر دمای 1000 درجه سانتی گراد و زمان 6دقیقه 77

شکل 4-14، نمودار کشش در زیر دمای 1000 درجه سانتی گراد و زمان 10دقیقه 77

شکل 4-15، نمودار کشش در زیر دمای 1000 درجه سانتی گراد و زمان 14 دقیقه 78

شکل 4-16، نمودار کشش در زیر دمای 1000 درجه سانتی گراد و زمان 20 دقیقه 79

چکیده

 برای خرید متن کامل پایان نامه با منابع کامل اینجا کلیک کنید

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

دانشکده مهندسی مواد و متالورژی

بررسی تاثیر عملیات حرارتی بین بحرانی و پارامترهای آن بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد کم آلیاژ کرم – مولیبدن دار

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی مواد گرایش شناسایی و انتخاب مواد

استاد راهنما:

دکتر بهروز قاسمی

دکتر جعفر راثی زاده غنی

مهر ماه 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

فولادهای کربن متوسط کرم- مولیبدن دار که عمدتاً در مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند به ترکیب همزمان استحکام و انعطاف پذیری نیازمند هستند و ریزساختار مرسومی که برای این فولادها پیشنهاد می شود مارتنزیت تمپر شده است اما معلوم شده است که این ریزساختار برای این کاربردها مناسب نیست .

از این رو برای دستیابی به خواص مکانیکی بهینه از عملیات حرارتی بین بحرانی به عنوان یکی از روش های عملیات حرارتی خاص برای فولادهایی با ساختار اولیه فریت – پرلیت استفاده می شود . در اثر این عملیات به ریزساختار دوفازی فریت – مارتنزیت می رسیم .

در این پروژه ، تاثیر عملیات حرارتی بین بحرانی بر روی فولاد AISI 4135 انجام گرفته است . برای انجام عملیات حرارتی از ریزساختارهای اولیه مختلف و دماهای بین بحرانی به همراه عملیات حرارتی بین بحرانی مستقیم(بدون عملیات حرارتی اولیه) استفاده شده است. پارامترهای عملیات حرارتی متغیر دیگر به جز دمای بین بحرانی در این بررسی زمان نگه داری در دمای ثابت در ناحیه دو فازی می باشد که برای تعدادی از سیکل ها انجام شده است و نیز روی تمامی سیکل های انجام گرفته عملیات حرارتی تمپر کردن انجام گرفت و با ساختار مارتنزیت تمپر شده مرسوم مورد مقایسه قرار گرفت .

نتایج تحقیق از ترکیب مناسب استحکام ، انعطاف پذیری و انرژی ضربه با استفاده از عملیات حرارتی بین بحرانی که تمپر شده است را نشان می دهد. نتایج مطلوبی از فرآیندهای نرماله و بین بحرانی و تمپر شده بدست آمده است که انعطاف پذیری بالاتری نسبت به فرآیند مارتنزیت تمپر شده داشته است . در فرآیند بین بحرانی آستنیته شده و تمپر شده در دمای بین بحرانی در دو محیط کوئنچ روغن و پلیمری ترکیب مناسب از خواص مکانیکی حاصل شده است .

نتایج بررسی سطوح شکست حاصل از آزمایش ضربه که در دمای C°50 – انجام گرفته است وجود دیمپل های عمیق و بزرگ در سیکل های بهینه با شکست نرم نسبت به شکست شبه کلیواژ در مارتنزیت تمپر شده را نشان می دهند.

واژه‌های کلیدی:عملیات حرارتی بین بحرانی، محیط کوئنچ، تمپر، شکست شناسی.

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه10

10

1-1-مقدمه11

فصل 2: مروری بر منابع 14

2-1-فولادهای آلیاژی15

2-2-فرآیندهای عملیات حرارتی مرسوم فولادAISI 413517

2-3-تعیین دماهای بحرانی با استفاده از ترکیب شیمیایی فولاد19

2-4-عملیات حرارتی بین بحرانی20

2-5-عملیات حرارتی بین بحرانی از دیدگاه نمودار آهن–کربن20

2-6-عملیات حرارتی بین بحرانی از دیدگاه ترمودینامیک و استحاله فازی21

2-6-1-تشکیل آستنیت جزیی22

2-6-2- سینتیک تشکیل آستنیت در فولادهای دو فازی23

2-6-4- معادله دیفرانسیلی سینتیک تعمیم یافته آورامی در تجزیه چند فازی23

2-6-4-1-تخمین پارامترهای مدل چند فازی25

2-6-4-2- اثر پارامترهای ریزساختاری روی سرعت تجزیه فرآیند26

2-6-5- استحاله آستنیت به مارتنزیت27

2-7-محیط های کوئنچ29

2-7-1- اندازه گیری منحنی های سرمایش دما–زمان کوئنچ کردن29

2-7-2- مقایسه منحنی سرمایش آب-روغن31

2-8-محیط پلیمری31

2-8-1- اندازه پلیمر37

2-8-2- اثرات ویسکوزیته محلول های پلیمری38

2-8-3- تعیین شدت کوئنچ محلول های پلیمری40

2-8-4- فاکتورهای موثر بر پایداری پلیمر43

2-8-5- مقایسه منحنی های سرمایش آب- محلول پلیمری45

2-9-مطالعه فرآیند تمپر کردن در فولادهای با ساختاردو فازی46

2-10-تردی مارتنزیت تمپر شده49

2-10-1- تاثیر عملیات حرارتی بین بحرانی بر تردی ناشی از تمپر کردن52

2-11-بررسی های دیلاتومتری و پراش اشعه ایکس مراحل تمپر کردن53

2-12-بررسی های ریزساختاری فرآیند تمپر کردن در فولاد های دو فازی58

2-13-شکست61

2-14-درصد شکست ترد یا نرم از طریق بررسی سطح شکست65

2-15-اندازه گیری چقرمگی شکست کرنش صفحه ای (_ICK)67

2-15-1- اثر متغیرهای متالورژیکی برK_IC72

فصل 3: روش تحقیق 76

3-1-تهیه نمونه77

3-2-تعیین دماهای بحرانی77

3-3-عملیات حرارتی های بین بحرانی77

3-5-1- نرماله بین بحرانی78

3-5-2- بین بحرانی آستنیته شده78

3-5-3- مارتنزیت بین بحرانی79

3-5-4- بین بحرانی مستقیم79

3-4-متالوگرافی نمونه ها79

3-5-آزمایش های مکانیکی80

3-7-1- سختی80

3-7-2-کشش80

3-7-3- ضربه81

3-6-بررسی سطوح شکست82

مراجع 83

پیوست ها 87

• 
  مقدمه

• مقدمه

خواص مکانیکی متنوع فولادها باعث شده است که این آلیاژها جایگاه ویژه ای را در صنایع مختلف به خود اختصاص داده و به عنوان یک محصول استراتژیک در نظر گرفته شوند . در میان فولادها ، فولادهای مافوق مستحکم جایگاه ویژه ای در مصارف صنعتی دارند . از این دسته ، فولادهای کم آلیاژ با کربن متوسط را می توان نام برد . کاربرد این فولادها غالباً در پمپ ها ، اتصال ها ، محورها و چرخ دنده ها بوده و همچنین به علت قابلیت سختی پذیری زیاد و چقرمگی و شکل پذیری مناسب ، در اجزای با مقاطع بزرگ و نیز صنایع هوا و فضا که از آن جمله می توان به مخازن تحت فشار و مخازن CNG اشاره کرد]3-1[

 برای خرید متن کامل پایان نامه با منابع کامل اینجا کلیک کنید

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه ملایر

دانشکده فنی و مهندسی- گروه مواد

پایان­­ نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد (سرامیک)

بررسی خواص ساختاری و فتوکاتالیستی نانوذرات تیتانیای دوپ شده با کاتیون­های فلزی

استاتید راهنما:

دکتر بهزاد کوزه­گر کالجی

دکتر علیرضا آقایی

بهمن 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این تحقیق، مقادیر مختلف از پودر تیتانیای دوپ شده با سریم ( با 5-2-1-5/0 درصد مولی Ce) و تیتانیای دوپ شده با قلع (با 15-10-5-1 درصد مولی Sn) آماده شد. همچنین نمونه­های مختلف نانوذرات TiO2 با دوپ همزمان Sn و  Ce (2-1-5/0 درصد مولی Ce و 10-5-1 درصد مولی Sn) به­روش سنتز ساده سل-ژل با استفاده از نیترات سریم 6 آبه به­عنوان پیش­ماده سریم، کلرید قلع 2 آبه به­عنوان پیش­ماده قلع و تیتانیوم بوتوکساید(TBT) به­عنوان پیش­ماده تیتانیوم تهیه شد. (دمای کلسیناسیون برای نمونه­ها با دوپ همزمان در محدوده­ی C˚975-475 بودند.)

بررسی و مطالعه خواص ساختاری،  فتوکاتالیستی، نوری، عنصری و شیمیایی نمونه­های تهیه شده با استفاده از روش­های مختلف مانند DLS، TG-DTA، XRD، FE-SEM، EDX، BET،XPS  و FT-IR ارزیابی شد.

نتایج XRD نشان می­دهد که اضافه کردن ناخالصی در کریستالیته و اندازه ذرات TiO₂ تاثیر زیادی دارد. متوسط اندازه کریستالیت نمونه­ها با استفاده از فرمول شرر محاسبه شد همچنین پارامترهای سلول واحد تعیین گردید. دوپ قلع در شبکه تیتانیا منجر به تشویق استحاله فازی آناتاز به روتایل گردیده است در حالی که دوپ سریم در شبکه تیتانیا از استحاله فازی آناتاز به روتایل جلوگیری کرده است. مشخص شد که فتوکاتالیست تهیه شده از ذرات کروی شکل تشکیل شده است که اندازه ذرات آن از نمونه بدون دوپنت کوچک­تر بود. لبه جذب نوری نانوذرات فتوکاتالیست تیتانیا تهیه شده با دوپ همزمان در محدوده نور مرئی مشاهده شد و توانایی بالایی برای تخریب متیلن بلو تحت تابش نور مرئی از خود نشان دادند. نتایج نشان داد بهترین خواص فتوکاتالیستی نانوپودرها با دوپ همزمان Ce و Sn  تحت تابش نور مرئی مربوط به نمونه­ی TSC₆ می­باشد. همچنین نمونه­ی همراه با دوپ همزمان دارای خواص فتوکاتالیستی بهتری در مقایسه با نمونه­­های تک دوپنت بود. طیف جذب تیتانیای دوپ شده با Sn و Ce دارای شیفت پیک قابل ملاحظه­ای به­سمت ناحیه مرئی بود. این امر را می­توان به ایجاد یک تراز جدید در وسط باند ممنوعه TiO₂ نسبت داد. علاوه بر این، دوپ سریم می­تواند سبب کند شدن فرآیند بازترکیب الکترون و حفره در تیتانیا گردد. باتوجه به بررسی XPS، عنصر Ti عمدتاً به­صورت شیمیایی Ti⁴⁺ وجود داشت. Ce به­صورت ترکیبی از حالت­های اکسیداسیون Ce³⁺ و Ce⁴⁺ یافت شد.

فهرست

عنوان                                                                                                                                        صفحه

فصل اول: مقدمه. 1

1-1 پیشگفتار. 2

1-2- تاریخچه فتوکاتالیست. 2

1-3- دلایل تولید فتوکاتالیست جهت کاربرد در امواج مرئی. 5

1-3-1- توانایی فعال شدن با پرتوهای مرئی. 5

1-3-2- پایداری خاصیت فتوکاتالیستی. 6

1-3-3- غیر سمی بودن. 6

1-3-4- قیمت مناسب. 7

1-4- هدف از انجام تحقیق. 7

فصل دوم: مروری بر منابع مطالعاتی و مبانی نظری. 9

2-1- ویژگی­های نیمه­رساناها. 10

2-1-1- حامل­های بار در نیمه­رساناها. 10

2-1-2- انواع نیمه­رساناها. 11

2-1-2-1- نیمه­رساناهای ذاتی. 11

2-1-2-2- نیمه­رساناهای غیرذاتی. 11

2-2- خواص یک فتوکاتالیست مناسب. 12

2-2-1- فتوکاتالیست­های بررسی شده. 13

2-3- تیتانیا. 14

2-3-1- خواص فیزیکی و شیمیایی دی­اکسید تیتانیوم. 15

2-3-2- ساختارهای دی­اکسید تیتانیوم. 15

2-3-3- خاصیت فتوکاتالیستی تیتانیا. 18

2-4- اصول اولیه فرآیندهای فتوکاتالیستی. 19

2-4-1- تهییج فوتونی از طریق باندگپ. 20

2-4-2- موقعیت­های لبه باند. 22

2-4-3- اثرات اندازه کوانتومی. 24

2-4-4- ترکیب مجدد جفت­های الکترون- حفره. 24

2-4-5- نقش الکترون­ها و حفره­های تولید شده در اثر پرتوتابی در فتوکاتالیست. 25

2-4-6- اکسیداسیون فتوکاتالیستی ترکیبات آلی. 26

2-5- پارامترهای موثر بر افزایش خاصیت فتوکاتالیستی TiO₂ در نور مرئی. 27

2-5-1- شکل و اندازه ذرات. 28

2-5-2- ساختار کریستالی. 29

2-5-3- بمباران یونی. 30

2-5-4- تکنیک های ترکیب. 31

2-5-5- اضافه کردن یون­های غیر فلزی. 32

2-5-6- آلاییدن نیمه­هادی­ها با انواع یون­های فلزی. 33

2-6- تاریخچه کاربردهای تیتانیا. 36

2-7- کاربردهای تیتانیا. 37

2-7-1- فوتوکاتالیز کردن. 39

2-7-1-1- کاربردهای فتوکاتالیستی. 39

2-7-1-1-1 تجزیه نوری آب. 39
2-7-1-1-2 ضدعفونی. 40
2-7-1-1-3 تصفیه هوا. 40

2-7-1-1-4 تصفیه آب. 41

2-8- فرآیند سل- ژل. 42

2-8-1- اصول فرآیند سل-ژل. 43

فصل سوم: فعالیت­های آزمایشگاهی و روش کار. 45

3-1- مواد اولیه مورد مصرف و خواص آن­ها. 46

3-2- روش سنتز. 47

3-3- آماده­سازی سل. 48

3-3-1- سل تیتانیا. 48

3-3-2- سل قلع و سریم. 48

3-4- سنتز نانوذرات تیتانیا به­همراه افزودنی. 49

3-5- کد گذاری نمونه‏ها. 50

3-6- روش های بررسی خواص. 51

3-6-1- بررسی خواص فیزیکی سل – تکنیک پراش نوری DLS. 49

3-6-2- بررسی استحاله حرارتی. 52

3-6-3- آنالیز سطح ویژه(BET)  Adsorption/Desorption Porosimetry. 53

3-6-4- بررسی فازهای کریستالی. 53

3-6-5- ارزیابی مورفولوژی و ریزساختار. 55

3-6-6- طیف­ سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه. 55

3-6-7- طیف نگاری فتوالکترونی پرتو ایکس (XPS) 56

3-6-8- بررسی خواص نوری و محاسبه‏ی انرژی پهنای نوار ممنوعه‏ 57
3-6-9- بررسی رفتار فتوکاتالیستی. 58

3-6-9-1- متیلن بلو. 58

3-6-9-2 نحوه انجام آزمایش فتوکاتالیستی. 61

فصل چهارم: نتایج و بحث. 62

4-1- نتایج حاصل از تهیه سل. 63

4-2- نتایج آنالیز TG-DTA.. 65

4-3- نتایج اثر افزودنی بر خواص نانوذرات تیتانیا. 67

4-3-1- نتایج و تحلیل آنالیز فازی نانو ذرات T-x mol% Ce. 67

4-3-2- نتایج و تحلیل آنالیز فازی نانو ذرات T-x mol% Sn. 70

4-3-3- نتایج و تحلیل آنالیز فازی نانو ذرات  y mol%Ce- x mol%Sn  T- 72

4-3-4- نتایج و تحلیل آنالیز UV-Vis 75

4-3-5- بررسی تاثیر دمای کلسیناسیون بر فازهای کریستالی. 76

4-3-6- بررسی تاثیر دمای کلسیناسیون روی خواص فتوکاتالیستی   79

4-3-7- اثر زمان کلسیناسیون بر فازهای کریستالی. 80

4-3-8- بررسی طیف  UV-Vis و محاسبه باند ممنوعه. 81

4-3-9- اثر زمان تابش بر بازده تجزیه فتوکاتالیستی. 87

4-3-10- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی. 89

4-3-11- نتایج حاصل از آنالیز عنصری EDX.. 91

4-3-12- نتایج و تحلیل آنالیز سطحی XPS. 91

4-3-13- نتایج و تحلیل آنالیز BET. 97

4-3-14- نتایج و تفیسر طیف­های FT-IR. 98
فصل پنجم:  نتیجه­گیری نهایی و پیشنهادها. 101

5-1- نتیجه­گیری نهایی. 102

5-2- پیشنهادات و کارهای آینده. 103

مراجع. 104

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                           صفحه

شکل 2-1: نیمه­رسانای نوعn  و نیمه رسانای نوع p. 12

شکل 2-2: موقعیت نوار نیمه­رساناهای انتخابی و پتانسیل اکسایش-کاهش O₂/O₂، OH/H₂O در 7pH=. 14

شکل 2-3:  نمودار فاز دی­اکسید تیتانیوم. 16

شکل 2-4:  شماتیکی از سلول‏های واحد فاز TiO₂، (الف) آناتاز، (ب) روتایل، (ج) بروکیت. 16

شکل 2-5: موقعیت لبه باند و شکاف انرژی برخی نیمه­هادی­ها.. 23

شکل 2-6: مکانیزم فرآیندهای ناشی از نور تیتانیا و کاربردهای آن.   38

شکل 2-7: تولید فتوکاتالیستی (a)H₂ یا (b)O₂ در حضور واکنش­گرهای فداکار.   40

شکل 3-1: فرآیند تهیه سل تیتانیا. 49

شکل 3-2: فرآیند تهیه سل تیتانیا با درصدهای مولی مختلف از سریم و قلع. 50

شکل 3-3:  ساختار شیمیایی آلاینده رنگی. 59

شکل 4-1: تابع توزیع اندازه ذرات سل الف) تیتانیا خالص ب) تیتانیا همراه با دوپنت سریم و قلع. 64

شکل 4-2: آنالیز TG-DTA ژل حاصل از سل تیتانیا. 67

شکل 4-3: طیف XRD از نمونه خالص تیتانیا (T) و نمونه با درصدهای مختلف  Ceکلسینه شده در دمای
C˚ 475. 68

شکل 4-4: طیف XRD از نمونه خالص تیتانیا (T) و نمونه با درصدهای مختلفSn  کلسینه شده در دمای
C˚ 475. 71

شکل 4-5: طیف XRD- تیتانیای دوپ شده با درصدهای مختلف قلع و سریم- دمای C˚475 به­مدت h1. 73

شکل 4-6: تجزیه فتوکاتالیستی MB در حضور پودر تیتانیا دوپ شده با درصدهای مختلف افزودنی­های قلع و سریم. 75

شکل 4-7 : الگوی پراش اشعه ایکس تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC₆) – کلسینه شده در دماهای مختلف به­مدت h1. 78

شکل 4-8: تجزیه فتوکاتالیستی MB در حضور پودر تیتانیا دوپ شده با افزودنی­های قلع و سریم در دماهای مختلف. 79

شکل 4-9: الگوی پراش اشعه ایکس تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC₆) – کلسینه شده در دماهای مختلف به­مدت h2. 80

شکل 4-10: طیف جذب UV-Vis پودر تیتانیای خالص  و همراه با دوپنت   82

شکل 4-11: نمایش شماتیک سطوح انرژی تیتانیا به همراه دوپنت فلزی   85

شکل 4-12: منحنی ^1/2(ναh) برحسب (hν) برای نمونه­های مختلف- باند ممنوعه غیر مستقیم. 86

شکل 4-13: منحنی ²(ναh) برحسب (hν) برای نمونه­های مختلف- باند ممنوعه مستقیم. 86

شکل 4-14: تغییرات جذب MB در حضور نمونه­های تیتانیای خالص و تیتانیای همراه با دوپنت. 87

شکل 4-15: درصد تجزیه شدن محلول MB در حضور نمونههای تیتانیای خالص و تیتانیای همراه با دوپنت تحت تابش نور مرئی. 88

شکل 4-16:  TiO₂خالص-کلسینه شده دمای C˚475 به­مدت h1. 89

شکل 4-17: تصاویر FESEM نمونه TSC₆ – a) کلسینه شده در دمای C˚475 به­مدت h1 ، b) کلسینه شده در دمای C˚575 به­مدت h1، c) کلسینه شده در دمای C˚775 به مدت h1، d) کلسینه شده در دمای C˚775 به مدت h2. 90

شکل 4-18: طیف EDAX – a) تیتانیای خالص b) تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم. 91

شکل 4-19: طیف XPS از نمونه تیتانیای دوپ شده با سریم و قلع (TSC₆) – اسکن در رنج وسیع. 92

شکل 4-20: طیف XPS– Ti 2P. 93

شکل 4-21: طیف XPS– Sn 3d. 94

شکل 4-22: طیف XPS– Ce 3d. 95

شکل 4-23: طیف XPS– C 1s 95

شکل 4-24: طیف XPS– O 1s 96

شکل 4-25: ایزوترم جذب– دفع نیتروژن و منحنی توزیع اندازه حفرات برای نمونه TSC₆ 98

شکل 4-26: آنالیز نمونه تیتانیای بدون دوپنت (FTIR) و تیتانیا همراه با دوپنت سریم و قلع (TSC₆). 99

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                                       صفحه

جدول 2-1: انرژی فاصله ترازهای برخی از فتوکاتالیست های بررسی شده در برخی مقالات. 13

جدول 2-2: خصوصیات آناتاز و روتایل. 17

جدول2-3: یون­های فلزی افزوده شده به اکسید تیتانیوم و اثر آن­ها   35

جدول2-4: تاثیر سرعت واکنش­های کندانسیون و هیدرولیز بر سل حاصله   43

جدول 3-1: فهرست مواد اولیه مورد استفاده. 47

جدول 3-2: شرایط بهینه تهیه سل. 48

جدول 3-3: کدگذاری نمونه­ها. 50

جدول 3-4: درصد عناصر در نمونه­های تک جزئی. 51

جدول 3-5: درصد عناصر در نمونه­های دو جزئی. 51

جدول 3-6:  مشخصات آلاینده رنگی. 59

جدول 4-1: خواص فیزیکی و پارامترهای سل­های مورد استفاده. 64

جدول 4-2: مشخصات نمونه­های تیتانیای دوپ شده با درصدهای مختلف سریم کلسینه شده در دمای C˚475. 69

جدول 4-3: مشخصات نمونه­های تیتانیای دوپ شده با درصدهای مختلف قلع کلسینه شده در دمای C˚475 . 71

جدول 4-4: مشخصات نمونه­های تیتانیا با دوپ همزمان قلع و سریم کلسینه شده در دمای C˚475. 74

جدول 4-5: مشخصات نمونه­های تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC₆) – کلسینه شده در دماهای مختلف به­مدت h1. 78

جدول 4-6: مشخصات نمونه­های تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC₆) – کلسینه شده در دماهای مختلف به­مدت h2. 81

جدول 4-7: مشخصات طیف­های UV-Vis و محاسبه­ی انرژی باند ممنوعه. 83

فصل اول

      مقدمه

1-1 پیشگفتار

افزایش روز افزون آلاینده­های گازی و آبی در سال­های اخیر، منجر به توسعه­ی زمینه­های مطالعاتی و کاربردی فتوکاتالیست­ها شده است. فتوکاتالیست­ها جزء آن دسته از کاتالیست­هایی هستند که با تابش نور فعال شده و آلاینده­های موجود در هوا یا آب را به مواد کم ضرر مانند آب و دی­اکسید کربن تبدیل می­کنند. در میان تمامی فتوکاتالیست­های موجود، اکسید تیتانیوم (TiO₂) به­دلیل خواص منحصر به فردی چون پایداری شیمیایی و نوری، قیمت ارزان، عدم انحلال در آب، غیر سمی بودن و … بسیار مورد توجه می­باشد.

 برای خرید متن کامل پایان نامه با منابع کامل اینجا کلیک کنید

دانشگاه سمنان

دانشکده مهندسی مواد و متالورژی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مواد-گرایش شکل دادن فلزات

بررسی ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیوم پوشش داده شده با تیتانیا تولید شده با فرآیند نورد تجمعی

(ARB)

استاد راهنما:

دکتر اسماعیل عمادالدین

اسفند ماه 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این تحقیق با استفاده از فرآیند اسپری پایرولیز بر روی ورق های آلومینیوم 1100AA حجم های متفاوتی از محلول مورد استفاده جهت لایه نشانی اکسید تیتانیم استفاده گردید و پس از لایه نشانی اکسید تیتانیم در مقیاس های نانو و میکرون، اقدام به ساخت کامپوزیت ₂TiO Al/ با استفاده از عملیات اتصال نوردی تجمعی با تشکیل ساندویچی از ورق آلومینیوم خالص با ورق آلومینیوم پوشش داده شده با ₂TiO گردید. پس از نورد، سختی کامپوزیت،  خواص مکانیکی و مشاهدات ریزساختاری، به ترتیب به کمک دستگاه میکرو سختی سنج، دستگاه کشش ومیکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به EDX مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده گردید با افزایش محلول مورد استفاده جهت لایه نشانی اکسیدتیتانیم، ضخامت لایه افزایش پیدا کرده و منجر به تولیدکامپوزیتی با درصد حجمی بالاتر از اکسید تیتانیم شد. همچنین سختی کامپوزیت با افزایش سیکل های نورد افزایش پیدا  کرد. استحکام کششی، استحکام تسلیم واستحکام نهایی کامپوزیت با افزایش درصد حجمی تیتانیم، افزایش یافت ودرنهایت نتایج نشان داد که تغییرات خواص مکانیکی حین فرآیند ARB با تغییرات ریز ساختاری مطابقت دارد.

واژه های کلیدی : اتصالنوردتجمعی(ARB)، اسپری پایرولیز ₂TiO ، کامپوزیتهای زمینه فلزی، تغییر شکل پلاستیک شدید، استحکام پیوند

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                      صفحه

فصل1                                                         1

• مقدمه …………………………………………………………………………………………………….2

فصل2 مروری بر منابع                                                                    6  

2-1- آلومینیوم ………………………………………………………………………………………………..7

2-1-1- آلومینیوم خالص تجارى …………………………………………………………………7

2-2-  تیتانیم و دی اکسید تیتانیم………………………………………………………………………8

2-3- کامپوزیتها …………………………………………………………………………………………….10

2-3-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………..10

2-3-2- نقش مواد مورد استفاده در زمینه………………………………………………….12

2-3-3- شکل های مواد زمینه ……………………………………………………………………13

2-3-4- انواع مواد زمینه……………………………………………………………………………13

2-4- لایه نشانی با فرآیند اسپری پایرولیز …………………………………………………..14

2-4-1- فرآیند اسپری پایرولیز………………………………………………………………..14

2-5- تغییر شکل شدید پلاستیک ………………………………………………………………….16

2-5-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………….16

2-5-2- روش های تولید مواد با اندازه دانه نانومتری …………………………….17

2-5-3- مزایای فرآیند های تغییر شکل شدید پلاستیک …………………………….18

2-5-4-فرآیند نورد تجمعی……………………………………………………………………….21

2-6- اتصال ورق ها در فرآیند نورد تجمعی…………………………………………………….23

2-7- پارامترهای مؤثر در فرآیند نورد تجمعی………………………………………………….25

2-7-1- شبکه کریستالی مواد ………………………………………………………………….25

2-7-2- وضعیت سطح …………………………………………………………………………….25

2-7-3- زبری سطوح ……………………………………………………………………………….25

2-7-4- ضخامت اولیه ورق ……………………………………………………………………..26

2-7-5- میزان کاهش سطح مقطع ……………………………………………………………26

2-7-6- دمای نورد ………………………………………………………………………………….26

2-7-7- سرعت نورد ……………………………………………………………………………….27

2-7-8- فشار اعمالی از سوی غلتک ها …………………………………………………..27

2-7-9- اصطکاک بین غلتک و قطعه …………………………………………………………27

2-7-10- عملیات حرارتی بین سیکلی ………………………………………………………27

2-7-11- عملیات حرارتی پس از فرآیند ………………………………………………….28

2-8- تولید کامپوزیت ها توسط فرآیند نورد تجمعی…………………………………………..28

2-9- سایر فرآیندها………………………………………………………………………………………29

2-10- خواص مواد بعداز تغییرشکل پلاستیک شدید ……………………………………31

2-11- نمونه هایی از کاربرد مواد بعداز تغییر شکل پلاستیک شدید…………….32

فصل 3 مواد و روش تحقیق                                                                        37

3-1- ماده اولیه مورد استفاده ……………………………………………………………………..38

3-2- تهیه لایه های نازک اکسیدتیتانیم به روش اسپری پایرولیز………………….38

3-3- فرآیندتهیه لایه هاوشرایط لایه نشانی…………………………………………………..40

3-4- تهیه محلول مورد نیاز برای لایه نشانی پاششی…………………………………..42

3-5- شرح عملیات اسپری پایرولیز ………………………………………………………………42

3-6- شرح عملیات نورد تجمعی…………………………………………………………………….44

3-7- بررسی ریز ساختار ……………………………………………………………………………47

3-7-1- عملیات متالوگرافی………………………………………………………………………47

3-7-2- مشاهده ساختار میکروسکوپی……………………………………………………48

3-8- میکروسختی سنجی …………………………………………………………………………….48

3-9- آزمون کشش تک محور……………………………………………………………………….49

3-9-1- آماده سازی نمونه های آزمون کشش ……………………………………….49

3-9-2- انجام آزمون کشش تک محور ……………………………………………………50

فصل 4 نتایج و بحث                                                                                 51

4-1- تاثیر زبری سطح بر استحکام اتصال ………………………………………………….52

4-2- لایه تیتانیای تولید شده توسط فرآیند اسپری پایرولیز………………………..53

4-3- بدست آوردن درصد وزنی ₂TiO در ساخت کامپوزیت ₂TiO – Al…………..60

4-4- مشاهدات ریزساختاری ……………………………………………………………………….62

4-5- بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت ₂TiO Al-………………………………………..66

4-5-1- نتایج تست میکروسختی………………………………………………………………66

4-5-2- نتایج تست کشش تک محوری…………………………………………………….67

فصل 5 نتیجه گیری و پیشنهادات                                                               70

5-1- نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………….71

5-2- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………72

مراجع                                                                                                        73

فهرست اشکال

عنوان                                       صفحه

فصل 2

(شکل2-1). نحوه آرایش هشت وجهی ها در ₆TiO……………………………………………….. 9

(شکل2-2). مقایسه 3 نوع از مواد مرکب الف)ذره ای ب)تقویت شده با الیاف

ج)لایه ای …………………………………………………………………………………………………………. 11

(شکل2-3) . تغییر شکل در کانال‌های مشابه زاویه‌دار (ECAP)………………………….. 20

(شکل 2-4). فرآیند اکستروژن و فشار متوالی (CEC)………………………………………… 20

(شکل 2-5). تغییر شکل پیچشی تحت فشار زیاد (HPT) ……………………………………. 20

(شکل 2-6). مراحل مختلف فرآیند نورد تجمعی………………………………………………………21

(شکل 2-7). تصویر شماتیکی از آزمون پوسته­کنی……………………………………………. 24

(شکل 2-8) . تغییر شکل در قالب ECAP بوسیله نورد(ECAR) …………………………. 30

(شکل2-9). فرآیند موج‌دار کردن و صاف کردن متوالی(RCS)……………………………. 30

(شکل 2-10). فورج سیکلی در قالب بسته(CCDF)………………………………………………. 30

(شکل 2-11). رابطه­ی تنش تسلیم قراردادی و اندازه­ی دانه آهن خالص ……………. 32

(شکل 2-12). پیچ­های ساخته شده از آلیاژ تیتانیم SPD شده …………………………….. 33

(شکل 2-13). پیچ­های ساخته شده از فولاد کربنی فوق­العاده دانه­ریز ECAP شده  33

(شکل 2-14).ورق فولادی C-Mn فوق العاده ریزدانه با قابلیت کشش عمیق عالی   34

(شکل 2-15). قطعات پیستونی شکل ساخته شده از1420Al  نانوساختاری……….. 34

(شکل 2-16). ایمپلنت­های ساخته شده از تیتانیم نانو ساختاری ………………………… 35

(شکل 2-17). خودرو نظامی خاکی-آبی ساخته شده از فلزات نانوساختاری………..36

(شکل 2-18). لوازم ورزشی ساخته شده از فلزات نانوساختاری ………………………..36

فصل 3

(شکل3-1). شماتیکی از عملکرد دستگاه لایه نشان پاششی …………………………………39

(شکل3-2). دستگاه اسپری پایرولیز با گاز حامل ازت ……………………………………….. 41

(شکل3-3). نحوه قرارگیری نمونه ها برروی صفحه داغ ……………………………………. 43 (شکل 3-4). دستگاه نورد …………………………………………………………………………………. 45   (شکل 3-5). انجام فرآیند اتصال نوردی ……………………………………………………………. 45 (شکل3-6). برس زنی ورق آلومینیوم ………………………………………………………………….46 (شکل3-7). کامپوزیت  ₂TiO – Al  تولید شده در پایان پاس 5 ……………………………..47  (شکل 3-8). دستگاه مانت …………………………………………………………………………………. 48  (شکل 3-9). دستگاه میکروسختی­سنجی ……………………………………………………………. 49   (شکل 3-10). تصویر شماتیک نمونه­آزمون کشش مطابق استاندارد  ASTM B 557M (ابعاد بر حسب mm) ………………………………………………………………………………………..49        (شکل 3-11). برش نمونه­های آزمون کشش توسط دستگاه Wirecut …………………..50

(شکل 3-12). نمونه­ی تست کشش ……………………………………………………………………..50

(شکل 3-13). انجام آزمون کشش تک­محور ……………………………………………………….50

فصل 4

(شکل 4-1).تصویر SEM از مورفولوژی سطحی لایه تیتانیا قبل و بعد از تمیز کردن با پارچه نرم ……………………………………………………………………………………………………53

(شکل4-2).تصویر شماتیک از لایه نشانده شده ₂TiO توسط فرآیند اسپری پایرولیز……………………………………………………………………………………………………………..54

(شکل4-3).تصاویر SEM از سطح پوشش یافته در حالت a) بدون بازپخت
b) بازپخت در دمای °C 400      c) بازپخت در دمای°C 500 ………………………………54

(شکل4-4).تصویر SEM از پیکره ریزساختاری فیلم تیتانیا ………………………………..55

(شکل4-5).تصویر SEM از پوشش₂TiO با کریستالهای سفیدکروی شکل گرانوله..55

(شکل4-6). الگویXRD  لایه های نازک ₂TiO در نمونه لام شیشه ای قبل از عملیات بازپخت ……………………………………………………………………………………………………………56

(شکل4-7). الگویXRD  لایه های نازک ₂TiO در نمونه لام شیشه ای بعد از عملیات بازپخت ……………………………………………………………………………………………………………56

(شکل 4-8). تصویر SEM  صفحه RD-ND لایه ₂TiO پوشش داده شده بر روی آلومینیوم در دو حجم مختلف محلول اسپری 50و100سی سی…………………………..57

(شکل 4-9).تصویر SEM از مورفولوژی سطحی از لایه نازک₂TiO………………………58

(شکل 4-10). آنالیز EDX از لایه نازک ₂TiO در حجم محلول 50 میلی لیتر………….59

(شکل 4-11). آنالیز EDX از لایه نازک ₂TiO در حجم محلول 100 میلی لیتر………..59

(شکل 4-12). تصاویر SEM ازتغییرات ریزساختاری کامپوزیت ₂TiO – Al   در طول پاس های 2، 5 و8 در حجم محلول35و 50سی سی ………………………………………….63

(شکل 4-13). تصاویر SEM ازتغییرات ریز ساختاری کامپوزیت ₂TiO Al- در طول پاس های2، 5 و8 درحجم محلول 100و135 سی سی ……………………………………….65

(شکل 4-14). نمودار سختی میانگین کامپوزیت ₂TiO Al- در حجم محلول اسپری35، 50 ، 100 و135سی سی……………………………………………………………………………………. 66

(شکل 4-15). منحنی تنش-کرنش مهندسی ₂TiO Al-  با حجم محلول اسپری
35 ، 50 و100سی سی ……………………………………………………………………………………… 67

فهرست جداول

عنوان                                                                                                  صفحه

فصل 3

(جدول3-1). نتیجه­ی آنالیز شیمیایی آلومینیوم استفاده شده در این تحقیق
(درصد وزنی عناصر) ……………………………………………………………………………………….. 38

فصل4

(جدول 4-1). خواص مکانیکی کامپوزیت های تولید شده توسط فرآیند نورد تجمعی
(در حجم های متفاوت محلول اسپری 50،35 و 100 سی سی) ………………………….. 68

فصل اول

مقدمه

1-1- مقدمه

در طی دهه های گذشته ، مواد نانو کریستال و فوق ریزدانه[1]   (UFG)با اندازه دانه کمتر ازµm 1 توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. مخصوصاً خواص مکانیکی آنها بر حسب استحکام و داکتیلیته ، رفتار ممتازی در مقایسه با مواد دارای دانه های معمولی از خود نشان می دهد. در سال‌های اخیر نیز، بررسی روش‌های تولید و خواص مکانیکی مواد با ساختار فوق­ ریزدانه موضوع بسیاری از تحقیقات انجام شده در زمینه­ی علم مواد و علوم مرتبط با آن بوده است. این مواد خواص بی‌نظیری همانند استحکام زیاد در دمای محیط، خاصیت سوپر پلاستیک در دمای بالا و نرخ کرنش کم، مقاومت در برابر سایش، استحکام خستگی بالا و مقاومت عالی در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهند.

 برای خرید متن کامل پایان نامه با منابع کامل اینجا کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد علوم وتحقیقات هرمزگان

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد

گرایش جوشکاری

موضوع:

بررسی سخت کاری سطحی آلیاژ آلومینیوم 6061 بوسیله جوشکاری

استاد راهنما:

دکتر سید احمد جنابعلی جهرمی

استاد مشاور:

دکتر مهدی خراسانیان

سال تحصیلی 1393-1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                       صفحه

فصل اول

کلیات تحقیق…………………………………………………………………………………………………………….2

فصل دوم

تئوری و مروری بر تحقیقات گذشته……………………………………………………………………………..5

• آلومینیوم و آلیاژهای آن……………………………………………………………………………………5
  • انواع آلیاژهای آلومینیوم ……………………………………………………………………………7
    • آلیاژهای آلومینیوم کارپذیر،بر اساس استاندارد AA…………………………………7
    • آلیاژهای آلومینیوم ریختگی بر اساس استاندارد AA……………………………….7
  • متالوژی جوشکاری…………………………………………………………………………………………9
    • فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز (GTAW)………………………………………..9
    • قطبیت………………………………………………………………………………………………….10
    • الکترودها …………………………………………………………………………………………….11
    • گازهای محافظ ……………………………………………………………………………………..11
    • مزایا و محدودیت ها……………………………………………………………………………….12
  • تکنولوژی جوشکاری …………………………………………………………………………………..13
    • فرایند قوس الکترود با گاز محافظ……………………………………………………………13
    • تجهیزات جوشکاری TIG:……………………………………………………………………..14
    • نگهداری قوس……………………………………………………………………………………….17
    • تکنیک جوشکاری…………………………………………………………………………………..18
    • متغیرهای مهم فرآیند جوشکاری TIG …………………………………………………….19
    • کاربرد……………………………………………………………………………………………………19
  • مشکلات اصلی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن ……………………………………21
    • جوش پذیری آلیاژهای آلومینیوم ……………………………………………………………..22
      • آماده سازی قطعات آلومینیومی و آلیاژهای آن برای انجام جوشکاری ……..24
      • تمیزکاری قبل از جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن …………………………..24
    • آماده سازی و طراحی اتصال و لبه سازی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن………………………………………………………………………………………………………..25
    • پیشگرمایی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن……………………………………..27
    • انتخاب فلز پرکننده برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم ………………………………29
  • مروری بر تحقیقات گذشته  …………………………………………………………………………31

فصل سوم

روش تحقیق………………………………………………………………………………………………………….. 41

• تهیه ی مواد اولیه …………………………………………………………………………………………42
• فرایند جوشکاری لایه ها………………………………………………………………………………43
• اماده سازی نمونه ها……………………………………………………………………………………..44
• آزمایش میکروسختی……………………………………………………………………………………49
• بررسی خواص سایشی…………………………………………………………………………………50
• بررسی خواص و ریز ساختار………………………………………………………………………..52

فصل چهارم

نتایج ………………………………………………………………………………………………………………………54

• نتایج تست سختی سنجی……………………………………………………………………..55
• نتایج تست سایش……………………………………………………………………………….55
• نتایج بررسی میکروساختار…………………………………………………………………….57

فصل پنجم

بحث ونتیجه گیری……………………………………………………………………………………………60

• بحث…………………………………………………………………………………………………………..61
  • بحث و تفسیر نتایج تست سختی سنجی……………………………………………………61
  • بحث و تفسیر نتایج تست سایش…………………………………………………………….62
  • بحث و تفسیر تصاویر میکروسکوپ الکترونی……………………………………………64
• نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………65
• پیشنهادات……………………………………………………………………………………………66

منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………………………67

چکیده

بررسی سخت کاری سطحی آلیاژ آلومینیوم 6061 بوسیله جوشکاری

نگارنده:

افشین رضایی

آلومینیوم و آلیاژهای آن خواص تریبولوژیکی ضعیفی دارند که موجب محدودیت در استفاده از آنها شده است. تحقیقات فراوانی برای بهبود خواص تریبولوژیکی آلومینیوم و آلیاژهای آن انجام گرفته است این تحقیقات را می‌توان به بهینه سازی ترکیب آلیاژ و تولید کامپوزیت های زمینه فلزی و کاربرد روش های مختلف مهندسی سطح تقسیم بندی کرد. سخت کاری سطحی نوعی از عملیات حرارتی است که در آن با استفاده از شرایط خاص کاری و محیطی سطح قطعه را سخت کرده درحالیکه ترکیب شیمیایی داخل قطعه تغییر نمی کند و در نهایت قطعه ای حاصل می شود که سختی سطحی مطلوب در کنار چقرمه بودن دارد . در این تحقیق با ایجاد لایه آلیاژی حاصله از جوش در سطح به منظور افزایش سختی و مقاومت به سایش سطحی آلومینیوم حاوی منیزیوم و سیلیسیوم، با استفاده از انرژی حاصله از جوشکاری TIG و فیلر، جوشکاری آلیاژ انجام گرفت و سختی سنجی و مقاومت به سایش آنها تحت شرایط مختلف بررسی ‌شد. با افزایش دمای پیشگرمی تا150 درجه سانتیگراد هر دو خاصیت سختی و مقاومت به سایش بهبود چشمگیر پیدا کرد و پس از ان، افزایش دمای پیشگرمی مخرب بود وباعث کاهش در این دو خاصیت شد. افزایش تعداد لایه های جوش مقاومت سایشی نمونه ها را افزایش داد و سختی نمونه ها از خود کاهش نشان داد. علت افزایش مقاومت به سایش، مقاومتی است که در برابر کنده شدن واصطلاحا پوسته شدن لایه در اثر افزایش تعداد لایه ها به وجود امده است. همچنین با افزایش سرعت جوشکاری خواص مکانیکی از جمله سختی و مقاومت به سایش افزایش پیدا کرد . با کاهش دبی به مقدار lit/min 10    خواص مکانیکی بهبود یافت و بعد از ان ، کاهش مقدار دبی، مخرب بود و سختی ومقاومت به سایش کاهش پیدا کرد.

فصل اول

کلیات تحقیق

کلیات تحقیق:

از آنجا که آلومینیوم و آلیاژهای آن دارای قدمت نسبتا کوتاهی به عنوان یک ماده صنعتی می باشند با این حال به علت داشتن خواص مورد نیاز صنعت مصرف و تولید آنها رو به افزایش است. تا قبل از جنگ جهانی دوم آلومینیوم بیشتر به عنوان وسایل آشپزخانه کاربرد داشت اما امروزه در صنایع دفاعی، در بدنه هواپیما و اتومبیل ها کاربردهای فراوانی دارد. این موضوع به دلیل خواص آن که شامل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت به خوردگی خوب، سهولت ساخت، هدایت گرمایی بالا و قیمت پایین آنها است .

آلومینیوم و آلیاژهای آن خواص تریبولوژیکی ضعیفی دارند که موجب محدودیت در استفاده از آنها شده است . تحقیقات فراوانی برای بهبود خواص تریبولوژیکی آلومینیوم و آلیاژهای آن انجام گرفته است این تحقیقات را می‌توان بهینه سازی ترکیب آلیاژ و تولید کامپوزیت های زمینه فلزی و کاربرد روش های مختلف مهندسی سطح تقسیم بندی کرد. سخت کاری سطحی[1] نوعی از عملیات سطحی است که در آن با استفاده از شرایط خاص کاری و محیطی سطح قطعه را سخت کرده درحالیکه ترکیب شیمیایی داخل قطعه تغییر نمی کند و درنهایت قطعه ای حاصل می شود که سختی سطحی مطلوب در کنار چقرمه بودن دارد .

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید