شرایط اقتصادی و تکنولوژی جدید

در تحقیقی که توسط Kaçar و همکارانش[6]، انجام شد، رفتار سایشی آلیاژ2024 کار شده آلومینیوم در شرایط تریبولوژیک متفاوت بر مبنای شرایط نگاهداری (با گذشت زمان) بررسی شده است. بدین منظور، آلیاژ در 5 دمای متفاوت و در دوره های زمانی گوناگون در دستگاه تست سایش مدل دیسک و پین (در دمای اتاق به مدت یک هفته، در 120 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت، در 150 درجه سانتیگراد به مدت 18 ساعت، در 160 درجه سانتیگراد به مدت 16 ساعت، در 200 درجه سانتیگراد به مدت 20 ساعت) با استفاده از سمباده های ساینده ی متفاوت (کاغذ های SIC، 5،11، 18 و 30 مش) نگاه داشته شد. به علاوه، تاثیرات سرعت های متفاوت (m/s 0.078 ، m/s 0.156، m/s 0.208 و m/s 0.338) و مقادیر بار گوناگون بار گذاری (6، 45، 9، 9، 3 و N 11) بر مقاومت به سایش آزمایش گردید. مقادیر کاهش وزن اندازه گیری شده و سطوح سایش آزمایش گردید. نتایج نشان داد:
1- حداکثر مقاومت به سایش برای نمونه های نگاهداری شده به شکل طبیعی در دمای اتاق به مدت یک هفته مشاهده شد.
2-کاهش وزن با افزایش اندازه سمباده ساینده افزایش یافت.
3-کاهش وزن با افزایش سرعت افزایش یافت.
4- کاهش وزن با افزایش بار مورد استفاده افزایش یافت.
5- عمق اثر سایش نشانه های فرسودگی در نمونه ای که به صورت طبیعی در دمای اتاق به مدت یک هفته نگاه داشته شده بود، نسبت به نمونه ای که در 200 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت قرار داشت،کم تر بود.
6- با توجه به ارزیابی های متالوگرافیک نمونه ها، فاز بین فلزی CuAl2 همراه با دمای نگاهداری افزایش یافت.
در تحقیقی که توسط دهقانی و همکارانش[7] انجام شد، اتصالات ضربه ی بدون نقص آلیاژ آلومینیوم 3300 با صفحات فولاد نرم با ضخامت 3 میلی متر با استفاده از جوش اغتشاشی اصطکاکی ایجاد شده است. یک مدل حرارتی ساده برای جوش اغتشاشی اصطکاکی مشابه گزارش شد و از آن برای بررسی تأثیرات سرعت جوش، سرعت چرخش و قطر شانه ی ابزار بر روی ریزساختار و ویژگی های جوش متفاوت استفاده شده است. مقایسه ی بین ریزساختار، فلزات بین نشین و قدرت جوش همگی هماهنگی مناسبی را بین نتایج و عامل ورودی حرارت محاسبه شده ی حاصل از مدل نشان داده اند. نتایج را می توان به صورت زیر خلاصه نمود: نتایج نشان داده اند که در سرعت جوش ثابت، افزایش سرعت چرخش ابزار از 450 تا 700 دور در دقیقه سبب افزایش حرارت ورودی منطقه ی جوش و تونل شده و حفره ای در آن شکل می گیرد که نتیجه ی آن کاهش استحکام کششی نهایی اتصالات از 112 مگاپاسکال تا 20 مگاپاسکال می باشد. در سرعت چرخش ثابت، استحکام کششی نهایی از 28 مگاپاسکال تا 100 مگاپاسکال با کاهش عامل ورود حرارت به دلیل افزایش سرعت جوش افزایش یافته است. نتایج نشان داده اند در صورتی که پخت در منطقه ی جوش اتفاق افتد، استحکام اتصال کاهش می یابد. ودر نهایت ضخامت لایه ی بین فلزی افزایشی که از 8/. تا 8/7 میکرومتر با افزایش عامل حرارت ورودی نشان داده است. با استفاده از شانه ی باریکتر حرارت ورودی جوش کاهش یافته و به این ترتیب استحکام کششی نهایی قسمت اتصالی افزایشی را به 146 مگاپاسکال نشان داده است.
Elangovan و همکارانش[8] تأثیر عملیات حرارتی پس از جوش بر روی ویژگی های کششی اتصال های آلیاژ آلومینیومی AA6061 جوش اغتشاشی اصطکاکی بررسی کردند. صفحات نورد شده ی آلیاژ آلومینیوم AA6061 با ضخامت 6 میلی متر برای ساخت قسمت های اتصالی استفاده شده . عملیات محلولی و پیرسازی مصنوعی وترکیبی از هر دوی آن ها برای آماده سازی اتصالی جوش خورده لحاظ گردید. ویژگی های کششی مانند استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی، افزایش طول و بازدهی اتصال همگی ارزیابی شدند. ریزساختار قسمت های اتصالی جوش خورده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ انتقال الکترونی آنالیز گردید و نتایج حائز اهمیت زیر حاصل گردید:
1- از میان سه روش گوناگون که در این تحقیق ارائه گردیده است، یک پیرسازی مصنوعی ساده سبب افزایش خواص کششی قسمت های اتصالی آلیاژ آلومینیوم AA6061 جوش اغتشاشی اصطکاکی شده است.
2- از آنجایی که قسمت های اتصالی جوش خورده ی آلیاژ AA6061 کارایی اتصال 66 درصد را حاصل نموده است، این مورد به کارایی اتصال 77 درصد با پیرسازی مصنوعی افزایش یافته است.
3- توزیع یکنواخت، تقویت ظریف تر رسوبات ، اندازه ی کوچکتر دانه، کمبود منطقه ی بدون رسوبات و تراکم تغییر موقعیت بیشتر در مقایسه با قسمت های اتصالی تیمار حرارتی شده ی دیگر دلایلی هستند که برای خواص کششی برتر قسمت های اتصالی کهنه شده به صورت مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد.
Kennedy و همکارانش[9]، مروری بر کاربرد لیزرهای دیود نیروی بالا در سخت شدن سطحی داشتند. سخت شدن سطحی لیزری اگرچه در طول چندین سال به عنوان تکنولوژی جدید مطرح شد اما هنوز هم در مراحل ابتدایی قرار دارد. این فرآیند شامل استفاده از تشعشع لیزری با توان بالا برای عملیات حرارتی سریع سطح فولاد در منطقه ی آستنیت می باشد. به دلیل نرخ بالای انتقال حرارت، گرادیان دمای بالا ایجاد می گردند که نتیجه ی آن سرمایش سریع نمونه می باشد. این مورد سبب می شود که تغییر شکل از آستنیت تا مارتنزیت بدون نیاز به فشار خارجی امکان پذیر گردد. مکانیزم های دیگر برای سخت شدن حرارتی برخی از آلیاژهای غیر آهنی مطرح هستند.
تا همین اواخر، استفاده ی گسترده از لیزرها برای فرآوری مواد با توجه به اندازه ، پیچیدگی و نیز هزینه های سرمایه گذاری بالای سیستم های لیزری محدود می شده است. این سیستم های لیزر حالت جامد و مولکولی امروزه راه را برای تولید لیزرهای جدید باز نموده است که تحت عنوان لیزرهای دیودی توان بالا و یا HPDL خوانده می شوند. طول موج ساطع پراکنده شده اجازه می دهد تا جذب فلزی بالا اتفاق افتد که هنگام جفت شدن با پروفایل های پرتو زمانی و فضایی اجازه می دهد که HPDL کارایی بالایی را حاصل نماید.
مقاله ی مروری حاضر تلاش می نماید تا حضور سخت شدن لیزر را نشان داد و بعضی از منافع آن را در مقایسه با روش های سخت شدن مرسوم نشان می دهد. توصیفی از ایجاد و عملکرد HPDL با تأکید بر عوامل فنی و اقتصادی صورت پذیرفته است که مزایایی را برای کاربردهای سخت شدن سطحی نشان می دهد.
چندین سال گذشته با معرفی لیزرهای دیود توان بالا تراکم توان در محدوده ی 104 تا105 وات بر سانتی متر مکعب همراه بوده است. برای کاربردهایی که در آن ها تراکم نیروی متعادل بدون محدودسازی کیفیت پرتو بالا مورد نیاز است، HPDL های امروزی یک شرایط اقتصادی و راه حل ایده آل را برای تلفیق در سیستم های ماشینی مرسوم و رباتیک پیشنهاد می دهند. کاربردهای عملیات حرارتی برای تکنولوژی HPDL مطرح شده است زیرا ذاتاً ثبات پرتو را با پروفایل های مناسب نشان می دهند که نتیجه ی آن گرمایش یکنواخت در یک منطقه ی نسبتاً وسیع می باشد. اگرچه HPDL هنوز کیفیت پرتو کامل را حاصل ننموده و یا تشعشع مورد استفاده در اغلب کاربردهای حفاری و برش را ایجاد ننموده و کارایی بالا، اندازه ی متراکم و هزینه های سرمایه ی همیشه در حال کاهش را سبب می شود که تحقیقات در زمینه ی این کاربردها و توسعه ی آن ها ادامه یابد.
در تحقیق Cho و همکارانش[10] تأثیر مقادیر سیلیسیوم بر روی سخت شدن سطحی آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیوم توسط فرایند شات پینیگ بررسی شد.
این بررسی برای آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم (آلومینیوم – 7/.، 11/. ، 18/. سیلسیوم) مورد بررسی قرار گرفت. افزایش سختی با شاتپینیگ هنگامی بدست آمد که محتوای سیلیسیوم در آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیوم با افزایش مواجه شده است. ذرات سیلیسیوم ظریف تر و توزیع متراکم تر موارد مشاهده شده در آلومینیوم – 18/. سیلیسیوم نسبت به آلومینیوم – 7/. سیلیسیوم بوده است.
افزایش سختی سطحی آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم هنگامی افزایش یافت که محتوای سیلیسیوم با افزایش مواجه شده است. ذرات سیلیسیوم شکسته و پراکنده از فاز سیلیسیوم و یوتکتیک با تغییر شکل های پلاستیک شدید شکل گرفته است. هنگامی که محتوای سیلیسیوم آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیوم افزایش یافته، ذرات سیلیسیوم ریزتر و به شکل متراکم تر پراکنده در سطح مشاهده شده است. تغییر موقعیت های متراکم حول ذرات سیلیسیوم موجود صورت گرفته است که نشان می دهد که ذرات سیلیسیوم به عنوان سایت های تولید نابجایی عمل می نمایند. اصلاح دانه بندی به دلیل ارایش جدید نابجایی ها حول ذرات سیلیسیوم پراکنده صورت گرفته است. افزایش عمده ی سختی سطحی با افزایش محتوای سیلیسیوم به دلیل افزایش ذرات سیلیسیوم بوده و اصلاح وضعیت دانه ای با افزایش ذرات سیلیسیوم افزایش یافته است.
Harun و همکارانش[11]، تأثیر افزودن عناصر بر ویژگی های سایشی آلیاژهای آلومینیوم سیلیکوم –یوتکتیک را بررسی کردند.
تأثیرات افزودن سریوم، روی و زیرکنیم و همچنین عملیات حرارتی بعدی بر روی خواص سایشی آلیاژهای آلومینیم– سیلیکون یوتکتیک در تماس خشک در مقابل یک سطح فولادی با استفاده از ماشین دیسک و پین بررسی شده است. سطوح سایشی توسط میکروسکوپ الکترونی آزمایش گردیده اند. ویژگی های سایشی هر دو مورد آلیاژهای آلومینیم – سیلیسیوم مضاعف همچنین آلیاژ LM13 تجاری نیز مورد بررسی قرار گرفته و با مقدار مربوط به آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیوم شامل سلنیوم، روی و زیرکنیوم مقایسه شده است. معلوم گردید:
1- وجود منیزیوم ، سریوم، زیرکنیوم و روی می تواند به سخت شدن با گذشت زمان بیانجامد و دلیل آن شکل گیری رسوبات می باشد.
2- نرخ سایش با فاصله ی طی شده افزایش نشان می دهد.
3- پیشرفت قابل توجهی در مقاومت سایش هنگامی مشاهده شده است که زیرکنیوم، سریوم و روی به آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم وارد شده اند.