کامپوزیت‌های زمینه فولادی

فهرست مطالب ‌أ

فهرست اشکال ‌ج

1- مقدمه 1

2- مواد زمینه و ذرات تقویت‌کننده 3

3- فرآیندهای تولید 4

3-1- متالورژی پودر 4

3-2- روش ذوب و ریختهگری مرسوم 6

3-3- روش احیای کربوترمیک 7

3-4- روش سنتز احتراقی 8

3-5- روش احیای ترمیتی 9

3-6- مخلوط کردن ف مذاب و ذرات کاربیدی 9

3-7- فرآیند XDTM 9

3-8- فرآیند تزریق گاز واکنش‌پذیر 11

3-9- تولید کامپوزیت‌های سطحی توسط اشعه پرتو الکترونی / ذوب سطحی لیزری / سنتز اسپری پلاسما 12

4- فصل مشترک بین زمینه و مواد تقویت‌کننده 13

4-1- ریزساختار 14

5- مکانیزم‌های استحکام‌دهی 16

6- بررسی خواص 21

6-1- استحکام 21

6-2- مدول الاستیک 26

6-3- تغییر طول شکست 28

6-4- انرژی شکست 30

6-5- سختی 31

6-6- سایش 33

7- کاربردها 35

نتیجه‌گیری 37

منابع و مراجع 39

 

فهرست اشکال

شکل1- نمودار شماتیک مراحل ساخت کامپوزیت‌های زمینه فی به روش متالورژی پودر(7). 5

شکل2- نمودار شماتیک فرآیند XDTM برای تولید کامپوزیت‌های زمینه فی و بین‌فی (7). 10

شکل3- فرآیند RGI (7). 11

شکل4- طرح شماتیکی از مکانیزم واکنش: الف) ترکیب (توده) اصلی، ب) مذاب شکل گرفته Fe-Ti، ج) قطرات کامل ذوب شده، د) ذرات جامد کروی با سطح (مقدار) بالای تقویت‌کننده TiC  (6). 12

شکل5- میکروگراف میکروسکوپ الکترونی روبشی کامپوزیت تجاری فرو کاربید تیتانیم Fe-TiC  تولید شده با روش متالورژی پودر (7). 14

شکل6- میکروگراف میکروسکوپ نوری کامپوزیت که  تولید شده توسط مسیر ریخته‌گری و گسترش یافته با پراکنش کاربیدها در زمینه فولادی (7). 15

شکل7- میکروگراف میکروسکوپ نوری کامپوزیت Fe-TiC که توسط واکنش بین کربن و تیتانیم در فولادهای مذاب توسعه یافته اند (7). 16

شکل8- مقایسه استحکام با محاسبه مدل و مقادیر تجربی. ■ مقدار تجربی، ● نتایج ناردون و پریوو، • اشبلی، ▲ ارسنالت (7). 22

شکل9- تأثیر کسر حجمی تقویت‌کننده بر روی استحکام کششی کامپوزیتهای زمینه فولاد زنگ‌نزن: الف) دوپلکس-Al2O3، ب)دوپلکس- TiC، ج) دوپلکس-Cr3C2، د) فولاد 654 SMO-TiN (2). 23

شکل10- الف) تأثیر اندازه ذره تقویت‌کننده بر استحکام کششی کامپوزیت‌های زمینه فولاد زنگ‌نزن دوپلکس تقویت شده با 10 و 20 درصد حجمی آلومینا (Al2O3)، ب) منحنی‌های تنش-کرنش حقیقی برای کامپوزیت فولادی 654 SMO تقویت‌شده با 10 ردصد حجمی TiN با ذرات ریز و درشت (2). 23

شکل11- استحکام کششی فولاد خالص ARB شده، کامپوزیت و نانو کامپوزیت فولاد IF در مقابل تعداد پاس‌های ARB (9). 25

شکل12- مقایسه مدول یانگ پیش بینی شده و تجربی کامپوزیت Fe-TiC. • قانون کرنش ثابت، ■ مدل هالپین-تسای، ▲ مدل تنش ثابت، ● داده‌های تجربی (7). 27

شکل13- تغییر طول فولاد خالص IF ARB شده، کامپوزیت و نانوکامپوزیت در مقابل تعداد پاس‌های ARB (9). 28

شکل14- تغییرطول شکست در مقابل کسرحجمی تقویتکننده: الف) کامپوزیت زمینه فولادی 654 SMO با ذرات تقویت‌کننده  TiN و ب) کامپوزیت زمینه فولادی داپلکس با ذرات تقویت‌کننده  Al2O3 (2). 29

شکل15- انرژی ضربه در مقابل کسر حجمی تقویتکننده برای کامپوزیت‌های زمینه فولاد گرم‌کار تقویت‌شده با ذرات ریز و درشت Cr3C2 (2). 30

شکل16- تغییر سختی در فولاد خالص IF ARB شده، کامپوزیت و نانو کامپوزیت برای پاس‌های مختلف (9). 32

شکل17- تلفات سایشی ساینده در مقابل کسر حجمی تقویت‌کننده برای کامپوزیتهای زمینه فولادی زنگ‌نزن: الف) 316L-Al2O3، ب) duplex-Al2O3، ج) duplex-Cr3C2 و د) 654 SMO-TiN (2). 33

شکل- تلفات سایشی ساینده در مقابل کسر حجمی تقویت‌کننده برای کامپوزیتهای با زمینه فولادهای ابزار مختلف: الف) فولاد گرم‌کار با ذرات Cr3C2، ب) آهن سفید با ذرات TiC و ج) فولاد سرعت بالا با ذرات TiC (2). 34