10172

10172

بررسي روند تغييرات تركيبي و زير ساختاري در فرايند آلياژسازي مكانيكي سيستم گلوله نيكل - پودر مس

دكتري

مهندسي مواد -شناسايي

تير 1391

تير 1391

دكتر ذاكري

چكيده حين فرآيند آسياكاري در آسياي گلوله‌اي پرانرژي، به طور طبيعي لايه‌اي از پودر مصرفي بر روي گلوله‌ها و جداره محفظه تشكيل مي‌گردد. از اين پديده طبيعي در اين پروژه به عنوان ايده‌اي نو جهت پوشش‌دهي مكانيكي گلوله استفاده گرديد و مكانيسم شكل‌گيري پوشش آلياژ Cu-Ni بر روي سطح گلوله‌ها حين عمليات آسياكاري پودر مس توسط گلوله‌هاي نيكلي در آسياي سياره‌اي، مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور ايجاد جامعيت در پروژه، تأثير پارامترهاي مختلف آسياكاري شامل: زمان عمليات، سرعت چرخش محفظه، نسبت وزني گلوله به پودر، قطر گلوله‌ها و آسياكاري پودر تك جزئي (مس) و دو جزئي (مخلوط مس و نيكل) بر ريزساختار و تحولات نفوذي در سطح گلوله و پودرهاي باقيمانده توسط روشهاي مختلف مشخصه‌يابي مواد شامل ميكروسكوپ نوري، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ميكروآناليز پروب الكتروني (EPMA) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، ميكروسختي سنجي و تعيين توزيع اندازه ذرات (PSA) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آناليزها نشان ‌داد كه با افزايش انرژي آسياكاري، اولا اندازه دانه در لايه‌هاي سطحي با ابعاد نانومتري كاهش يافته و شرايط براي نفوذ مكانيكي و شكل گيري لايه محلول جامد نيكل- مس بر سطح گلوله نيكلي فراهم مي‌گردد. ثانيا، ضخامت فصل مشترك بين گلوله و لايه پوشش افزايش مي‌يابد، كه عامل اصلي آن پديده «نفوذ مكانيكي» در ابعاد اتمي مي‌باشد، كه در شرايط خاصي به حداكثر ضخامت معادل mµ 4 مي‌رسد. ثالثا، ضخامت لايه پوشش تشكيل شده بر سطح گلوله نيز تا حدود mµ 100 افزايش مي‌يابد و با ادامه اعمال انرژي مكانيكي، پوشش تخريب مي‌گردد. همچنين از تلفيق نتايج آناليز ميكروسختي سنجي و XRD از سطح گلوله‌ها مشخص گرديد كه به علت تشكيل ساختار نانويي در لايه‌هاي سطحي گلوله و پوشش، سختي پوشش تا حدود HV 600 افزايش مي‌يابد. در انتها با توجه به كليه مشاهدات، آناليزها و بررسي‌هاي انجام شده، ساز وكار تشكيل لايه سطحي بر روي گلوله‌ها در سيستم نيكل- مس به تفصيل مورد بحث قرار گرفت و مراحل اصلي تشكيل لايه سطحي بدين ترتيب استنتاج گرديد: 1. جوش سرد لايه پودري بر سطح گلوله، 2. نفوذ مكانيكي لايه پودري به داخل سطوح زيرين، 3. شكست جزئي لايه سطحي گلوله نيكلي، كه اين مراحل به طور پيوسته در حال تكرار هستند. واژه‌هاي كليدي: بررسي ريزساختاري و تركيبي، گلوله نيكل، پودر مس، پوشش‌دهي مكانيكي سطح، فصل مشترك، مكانيزم پوشش دهي.   چكيده حين فرآيند آسياكاري در آسياي گلوله‌اي پرانرژي، به طور طبيعي لايه‌اي از پودر مصرفي بر روي گلوله‌ها و جداره محفظه تشكيل مي‌گردد. از اين پديده طبيعي در اين پروژه به عنوان ايده‌اي نو جهت پوشش‌دهي مكانيكي گلوله استفاده گرديد و مكانيسم شكل‌گيري پوشش آلياژ Cu-Ni بر روي سطح گلوله‌ها حين عمليات آسياكاري پودر مس توسط گلوله‌هاي نيكلي در آسياي سياره‌اي، مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور ايجاد جامعيت در پروژه، تأثير پارامترهاي مختلف آسياكاري شامل: زمان عمليات، سرعت چرخش محفظه، نسبت وزني گلوله به پودر، قطر گلوله‌ها و آسياكاري پودر تك جزئي (مس) و دو جزئي (مخلوط مس و نيكل) بر ريزساختار و تحولات نفوذي در سطح گلوله و پودرهاي باقيمانده توسط روشهاي مختلف مشخصه‌يابي مواد شامل ميكروسكوپ نوري، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ميكروآناليز پروب الكتروني (EPMA) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، ميكروسختي سنجي و تعيين توزيع اندازه ذرات (PSA) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آناليزها نشان ‌داد كه با افزايش انرژي آسياكاري، اولا اندازه دانه در لايه‌هاي سطحي با ابعاد نانومتري كاهش يافته و شرايط براي نفوذ مكانيكي و شكل گيري لايه محلول جامد نيكل- مس بر سطح گلوله نيكلي فراهم مي‌گردد. ثانيا، ضخامت فصل مشترك بين گلوله و لايه پوشش افزايش مي‌يابد، كه عامل اصلي آن پديده «نفوذ مكانيكي» در ابعاد اتمي مي‌باشد، كه در شرايط خاصي به حداكثر ضخامت معادل mµ 4 مي‌رسد. ثالثا، ضخامت لايه پوشش تشكيل شده بر سطح گلوله نيز تا حدود mµ 100 افزايش مي‌يابد و با ادامه اعمال انرژي مكانيكي، پوشش تخريب مي‌گردد. همچنين از تلفيق نتايج آناليز ميكروسختي سنجي و XRD از سطح گلوله‌ها مشخص گرديد كه به علت تشكيل ساختار نانويي در لايه‌هاي سطحي گلوله و پوشش، سختي پوشش تا حدود HV 600 افزايش مي‌يابد. در انتها با توجه به كليه مشاهدات، آناليزها و بررسي‌هاي انجام شده، ساز وكار تشكيل لايه سطحي بر روي گلوله‌ها در سيستم نيكل- مس به تفصيل مورد بحث قرار گرفت و مراحل اصلي تشكيل لايه سطحي بدين ترتيب استنتاج گرديد: 1. جوش سرد لايه پودري بر سطح گلوله، 2. نفوذ مكانيكي لايه پودري به داخل سطوح زيرين، 3. شكست جزئي لايه سطحي گلوله نيكلي، كه اين مراحل به طور پيوسته در حال تكرار هستند. واژه‌هاي كليدي: بررسي ريزساختاري و تركيبي، گلوله نيكل، پودر مس، پوشش‌دهي مكانيكي سطح، فصل مشترك، مكانيزم پوشش دهي.   چكيده حين فرآيند آسياكاري در آسياي گلوله‌اي پرانرژي، به طور طبيعي لايه‌اي از پودر مصرفي بر روي گلوله‌ها و جداره محفظه تشكيل مي‌گردد. از اين پديده طبيعي در اين پروژه به عنوان ايده‌اي نو جهت پوشش‌دهي مكانيكي گلوله استفاده گرديد و مكانيسم شكل‌گيري پوشش آلياژ Cu-Ni بر روي سطح گلوله‌ها حين عمليات آسياكاري پودر مس توسط گلوله‌هاي نيكلي در آسياي سياره‌اي، مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور ايجاد جامعيت در پروژه، تأثير پارامترهاي مختلف آسياكاري شامل: زمان عمليات، سرعت چرخش محفظه، نسبت وزني گلوله به پودر، قطر گلوله‌ها و آسياكاري پودر تك جزئي (مس) و دو جزئي (مخلوط مس و نيكل) بر ريزساختار و تحولات نفوذي در سطح گلوله و پودرهاي باقيمانده توسط روشهاي مختلف مشخصه‌يابي مواد شامل ميكروسكوپ نوري، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ميكروآناليز پروب الكتروني (EPMA) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، ميكروسختي سنجي و تعيين توزيع اندازه ذرات (PSA) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آناليزها نشان ‌داد كه با افزايش انرژي آسياكاري، اولا اندازه دانه در لايه‌هاي سطحي با ابعاد نانومتري كاهش يافته و شرايط براي نفوذ مكانيكي و شكل گيري لايه محلول جامد نيكل- مس بر سطح گلوله نيكلي فراهم مي‌گردد. ثانيا، ضخامت فصل مشترك بين گلوله و لايه پوشش افزايش مي‌يابد، كه عامل اصلي آن پديده «نفوذ مكانيكي» در ابعاد اتمي مي‌باشد، كه در شرايط خاصي به حداكثر ضخامت معادل mµ 4 مي‌رسد. ثالثا، ضخامت لايه پوشش تشكيل شده بر سطح گلوله نيز تا حدود mµ 100 افزايش مي‌يابد و با ادامه اعمال انرژي مكانيكي، پوشش تخريب مي‌گردد. همچنين از تلفيق نتايج آناليز ميكروسختي سنجي و XRD از سطح گلوله‌ها مشخص گرديد كه به علت تشكيل ساختار نانويي در لايه‌هاي سطحي گلوله و پوشش، سختي پوشش تا حدود HV 600 افزايش مي‌يابد. در انتها با توجه به كليه مشاهدات، آناليزها و بررسي‌هاي انجام شده، ساز وكار تشكيل لايه سطحي بر روي گلوله‌ها در سيستم نيكل- مس به تفصيل مورد بحث قرار گرفت و مراحل اصلي تشكيل لايه سطحي بدين ترتيب استنتاج گرديد: 1. جوش سرد لايه پودري بر سطح گلوله، 2. نفوذ مكانيكي لايه پودري به داخل سطوح زيرين، 3. شكست جزئي لايه سطحي گلوله نيكلي، كه اين مراحل به طور پيوسته در حال تكرار هستند. واژه‌هاي كليدي: بررسي ريزساختاري و تركيبي، گلوله نيكل، پودر مس، پوشش‌دهي مكانيكي سطح، فصل مشترك، مكانيزم پوشش دهي.