ریزساختار و ویژگی های دمای بالای (Haz) فولاد با استحکام بالا S700mc عملیات حرارتی مکانیکی

Microstructure And Properties Of The High-Temperature (Haz) Of Thermo-Mechanically Treated S700mc High-Yield-Strength Steel

1- مقدمه
2- روش تجربی
3- نتایج و بحث
4- نتیجه گیری
منابع

هدف این مقاله تعیین خصوصیات و ریزساختار منطقه تحت تاثیر حرارت بالای (HAZ) فولاد S700MC گرم شده تا دمای 1250 درجه و سرد شده در سرعت های مختلف بود. شبیه سازی سیکل های حرارتی با استفاده از یک شبیه سازی سیکل های حرارتی جوشکاری انجام شد. نمونه ها با یک سطح مقطع برای تحلیل شرح فلزات، آزمایشات برخورد، اندازه گیری های سختی و آزمایشات کششی ارائه شدند. سیکل های حرارتی جوشکاری با زمان های سردشدگی و یک دمای سیکل دمای ماکزیمم استفاده شدند. سیکل های پردازش ترمومکانیکی حرارتی جوشکاری به طور قابل توجهی مخصوصا با سرعت های گرمایش و سرمایش در SWC، هولدینگ کوتاه مدت در دمای ماکزیمم و همپوشانی مکرر دو یا چند سیکل در طول جوشکاری چندلایه متفاوت بودند. یکی از المان ها در ارزیابی جوش پذیری فولاد تحلیل فاز آستنیتی در طول سرمایش می باشد. آزمایشات سختی فولاد در زمان های سرمایش نواحی HAZ شبیه سازی شده از 3 به 120 ثانیه افزایش یافت و کاهش های تقریبا 40 HV را نشان داد، درحالیکه، صرف نظر از طول زمان سرمایش ، مقاومت برخورد بسیار پایین در سطح چند بود. مقاومت کششی، سختی و زبری نقش ثانویه آستنتیتی در کنترل مقاومت تبدیل اتصالات جوش خورده و خصوصیات پلاستیکی را نشان می دهند، تحلیل گذار فاز یک اساس قابل اطمینان برای ارزیابی-های جوش پذیری این گروه فولاد نشان داده نشده است.

2- روش تجربی
نواحی HAZ شبیه سازی شده در فولاد S700 MC (جدول 1 و شکل 1) که تا 1250 درجه گرم و در سرعت های مختلفی سرد شدند، برای آزمایش استفاده شده اند. سیکل های حرارتی با یک شبیه ساز سیکل حرارتی جوشکاری در گونه ها با یک سطح مقطع انجام شدند. این گونه ها سپس برای بررسی شرح فلزی، آزمایشات مقاومت برخورد، اندازه گیری های سطحی و آزمایشات کششی استفاده شدند.

این گونه ها برای سیکل های حرارتی جوشکاری و زمان های سرمایش با دمای ماکزیمم سیکل حرارتی ارائه شدند. دمای ماکزیمم سیکل حرارتی از یک نمودار ثبت شده با استفاده از یک PC خوانده شد. در جدول 2 (پریست و اندازه گیری شده) پارامترهای سیکل های حرارتی فولاد آزمایشی ارائه می شوند.

بعد از شبیه سازی، این گونه ها در ارتباط با استاندارد به آزمایشات برخورد چارپی 5 با استفاده از یک در یک دمای -30 درجه، برای بررسی فلزی در یک میکروسکوپ نوری ، و برای آزمایشات سختی ویکرز با یک بار 9.81 نیوتن با استفاده از یک تستر سختی فرستاده شدند. هر گونه در معرض 7 اندازه گیری، دو مقدار قابل توجه (مینیمم و ماکزیمم) رد شده و پنج مقدار باقیمانده متوسط قرار داشت. ویژگی های مکانیکی و پلاستیکی نمونه های تصادفی براساس PN-EN 10002-1، با استفاده از ماشین آزمایش اینسایت MTS تعیین شدند.

نسبت پواسون منفی در آلیاژ حافظه به شکل هاسلر با پایه مس-آلومینیوم-منگنز

Negative Poisson’s ratio in Heusler-type Cu–Al–Mn shape memory alloy

چکیده

نسبت پواسون منفی، به بررسی پدیده انبساط عرضی (جانبی) ماده بر اثر تنش تک محوری می پردازد. در اینجا، نسبت پواسون منفی، که مستقیماً در نتیجه آزمایشات صورت گرفته بر روی تک بلور آلیاژ حافظه دار شکلی هاسلر با پایه مس-9/16آلومینیوم-6/11منگنز (برحسب درصد) مشاهده شد، و خاصیت فوق ارتجاعی این آلیاژ را نشان می-دهیم. هنگامیکه این آلیاژ در مجاورت جهت [110] کشیده شد، در امتداد جهت [1ˉ10] متسع گردید در این حالت نسبت پواسون، منفی و معنادار (51/0-) بود؛ در حالیکه این آلیاژ در امتداد جهت [001] منقبض گردید و نسبت پواسون در این حالت، مثبت و بزرگ (36/1) شد. نتایج این آزمایشات کاملاً با مقادیر بدست آمده از محاسبه ثابت الاستیک و ناهمسانگردی الاستیک مطابقت دارد.

در نتیجه، رفتار نسبت پواسون منفی در تک-بلور آلیاژ حافظه-دار شکلی هاسلر با پایه مس-9/16آلومینیوم-5/11منگنز (برحسب درصد) را مورد آزمون قرار دادیم و بررسی کردیم. نتایج نشان می-دهند وقتی این آلیاژ در امتداد جهت [110] منبسط می-شود بسته به کرنش جانبی آن، نسبت-های پواسون می-توانند از مقادیر مثبت تا مقادیر منفی تغییر نمایند. معمولاً، وقتی کرنش جانبی تک-بلور در امتداد جهت [1ˉ10] رخ دهد نسبت پواسون برابر با 51/0- است؛ وقتی کرنش جانبی تک-بلور در امتداد جهت [001] رخ دهد مقدار نسبت پواسون، مثبت و برابر با 36/1 است؛ و وقتی کرنش جانبی در امتداد جهت [1ˉ11] اتفاق افتد مقدار نسبت پواسون، نزدیک به صفر و برابر با 10/0- می-باشد. مقادیر بدست-آمده از این آزمایش، با مقادیر محاسبه-شده براساس ثابت-های الاستیک و ناهمسانگردی الاستیک، مطابقت دارد. استفاده عملی از آلیاژهای حافظه-دار شکلی با پایه مس-آلومینیوم-منگنز، بخاطر داشتن مزایای بسیار زیاد ازجمله خاصیت فوق-ارتجاعی، تشکیل آسان تک-بلورهای جهت-دار، و نسبت پواسون منفی، امیدوارکننده می-باشد.

Abstract

A negative Poisson’s ratio refers to the phenomenon of a material expanding along the transverse direction upon uniaxial tension. Here, we show a negative Poisson’s ratio observed directly by experiments in a single-crystal Heusler-type Cu–16.9Al–11.6Mn (at%) shape memory alloy, in addition to the alloy’s superelasticity. When stretched along the vicinity of the [110] direction, the alloy expands along the direction, showing a significant negative Poisson’s ratio of −0.51, while shrinking along the [001] direction with a large positive Poisson’s ratio of 1.36. These experimental results agree well with the values calculated from the elastic constants and elastic anisotropy.

In conclusion, we have experimentally studied the NPR behavior in a single-crystal Heusler-type Cu-16.9Al-11.5Mn (at%) shape memory alloy. The results show that when stretched along the vicinity of the [110] direction, the alloy shows Poisson’s ratios ranging from positive to negative depending on the transverse orientation. Typically, the single crystal shows a NPR of −0.51 when the transverse orientation is near the [11¯0] direction, a large positive Poisson’s ratio of 1.36 when the transverse orientation is near the [001] direction, and a near-zero value of −0.10 when the transverse orientation is near the [11¯1] direction. The experimental results are consistent with calculated values using experimentally determined elastic constants as well as the elastic anisotropy. Combined with the superelasticity and easy production of oriented single crystals, the Cu-Al-Mn shape memory alloy is a promising material for practical applications related to the NPR phenomenon.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نسبت پواسون منفی در آلیاژ حافظه به شکل هاسلر با پایه مس-آلومینیوم-منگنز

Negative Poisson’s ratio in Heusler-type Cu–Al–Mn shape memory alloy

استرس پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 مبنی برتکنولوژی لیزر اولتراسونیک

Residual Stress in Laser Welding of TC4 Titanium Alloy Based on Ultrasonic laser Technology

چکیده

1. مقدمه

2. مبانی نظری

3. فرآیند آزمایشی

1.3. تهیه نمونه های آزمایشی

2.3. لیزر اولتراسونیک برای اندازه گیری تنش پسماند در جوشکاری لیزر

3.3. سوراخ کاری برای اندازه گیری تنش پسماند

4. نتایج و بحث

1.4. اثرات ورودی حرارت بر تنش پسماند

2.4. اثرات سرعت جوشکاری بر تنش پسماند

3.4. اثرات عملیات حرارتی بر تنش پسماند

5. نتیجه گیری

چکیده

جوشکاری لیزر به دلیل تراکم انرژی بالای آن، منطقه کوچک تحت تأثیر حرارت قرار گرفته و توانایی پردازش سریع، در جوشکاری آلیاژ تیتانیوم بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود، مشکلات مربوط به جوشکاری لیزر از قبیل تغییر شکل و ترک خوردگی ناشی از تنش پسماند باید برطرف شود. در این مقاله، تنش پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 با استفاده از لیزر اولتراسونیک مورد بررسی قرار گرفت. تنش پسماند در صفحات آلیاژ تیتانیوم به صورت حالت تنش صفحه ای در نظر گرفته می شود. روش بارگذاری پیش از تنش ارائه شده و ضرایب آکوستیک بدست می آید. بر اساس ضرایب شناخته شده آکوستوالاستیک، تنش های پسماند عرضی و طولی در جوشکاری لیزر با استفاده از لیزر اولتراسونیک اندازه گیری می شود. نتایج نشان می دهد که تنش پسماند طولی بزرگتر از تنش عرضی است. توزیع منظم تنش پسماند شبیه جوش معمولی است، اما ناحیه تنش کششی بسیار باریک تر است. سپس، در مورد تأثیر ورودی حرارت و سرعت جوشکاری بر تنش پسماند بحث شده است. با افزایش ورودی حرارت، ناحیه جوشکاری گسترده شده و مقدار پیک تنش پسماند افزایش می یابد. در صورت ثابت بودن قدرت جوشکاری، سرعت جوشکاری بالاتر باید انتخاب شود. این تحقیق برای اندازه گیری و کنترل تنش پسماند در فرآیند جوشکاری لیزر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. 

1. مقدمه

خواص مکانیکی دما بالا، نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم باعث کاربرد متنوع و موفقیت آمیز آن در زمینه های مختلف با تقاضای عملکردی و الزامات قابلیت اطمینان از قبیل هوافضا، اتومبیل، پزشکی، هسته ای، پتروشیمی و صنایع تولید برق شده است [1,2]. روش-های متداول جوشکاری آلیاژ تیتانیوم شامل جوشکاری گاز بی اثر تنگستن، جوشکاری پرتو الکترونی و جوشکاری لیزر است. جوشکاری لیزر به دلیل تراکم انرژی متمرکز آن، منطقه کوچک تحت تأثیر حرارت قرار گرفته (HAZ)، حداقل تغییر شکل در حین جوشکاری و سرعت سریع جوشکاری؛ یک روش جوشکاری غالب است. فناوری جوشکاری لیزر برای جوشکاری آلیاژ تیتانیوم TC4 مناسب است [3,4]. 

5. نتیجه گیری

از روش لیزر اولتراسونیک برای اندازه گیری تنش پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 استفاده شد. روش بارگذاری پیش تنش ارائه شد و ضرایب آکوستوالاستیک آلیاژهای تیتانیوم TC4 در ابتدا بدست آمدند. براساس شناخت از ضرایب آکوستوالاستیک، تنش های پسماند جوشکاری طولی و عرضی با تکنیک لیزر اولتراسونیک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که تنش پسماند طولی به طور آشکاری بزرگتر از تنش عرضی بود. تنش پسماند طولی، تنش کششی بالا در نزدیکی درز جوشکاری بوده و مقدار ماکزیم تنش پسماند طولی حدود MPa 420، که نصف استحکام تسلیم بود. سپس اثر پارامترهای فرآیند بر خصوصیات تنش پسماند بحث شد. نتایج نشان داد که حرارت ورودی، پارامتر غالب در تعیین تنش پسماند جوشکاری لیزر است. با افزایش حرارت ورودی، منطقه جوش گسترده تر شده و مقدار پیک تنش پسماند به تدریج افزایش می یابد. سرعت های جوشکاری بالاتر باید تا حد امکان زیاد انتخاب شود هنگامی که قدرت جوشکاری ثابت است. عملیات حرارتی می تواند حداکثر تنش پسماند طولی را حدود 80٪ کاهش داده و منجر به توزیع مجدد تنش شود.

Abstract

Laser welding is widely used in titanium alloy welding due to its high energy density, small heat affected zone, and rapid processing ability. However, problems with laser welding, such as deformation and cracking caused by residual stress, need to be resolved. In this paper, the residual stress in laser welding of TC4 titanium alloy was studied using an ultrasonic laser. The residual stress in titanium alloy plates is considered a plane stress state. A pre-stress loading method is proposed and acoustoelastic coefficients are obtained. Based on the known acoustoelastic coefficients, the transverse and longitudinal residual stresses in laser welding are measured using an ultrasonic laser. The results show that longitudinal residual stress is greater than the transverse stress. The distribution regularity of the residual stress is similar to normal welding, but the tensile stress zone is much narrower. Then, the influence of heat input and welding speed on residual stress is discussed. With increasing heat input, the welding zone widens, and the peak value of the residual stress increases. A higher welding speed should be chosen when the welding power is constant. This research has important significance for the measurement and control of residual stress in the laser welding process.

1. Introduction

The high temperature mechanical properties, high strength-to-weight ratio, and good corrosion resistance of titanium and titanium alloys have led its diversified and successful application in a variety of fields with demanding performance and reliability requirements, such as in the aerospace, automotive, medical, nuclear, petrochemical, and power generation industries [1,2]. Common titanium alloy welding methods include tungsten inert gas welding, electron beam welding, and laser welding. Laser welding is a dominant welding method because of its concentrated energy density, small heat affected zone (HAZ), minimal welding deformation, and fast welding speed. Laser welding technology is suitable for welding of TC4 titanium alloy [3,4].

5. Conclusions

An ultrasonic laser technique was used to measure the residual stress in laser welding of TC4 titanium alloy. A pre-stress loading method was proposed and the acoustoelastic coefficients of TC4 titanium alloys were first obtained. On the basis of known acoustoelastic coefficients, the longitudinal and transverse welding residual stresses were measured with an ultrasonic laser technique. The results showed that the longitudinal residual stress was obviously larger than the transverse stress. The longitudinal residual stress was high tensile stress near the welding seam, and the maximum value of longitudinal residual stress was about 420 MPa, which was half of the yield strength. Then, the effect of the process parameters on the features of the residual stress was discussed. The results showed that heat input is the dominant parameter determining laser welding residual stress. With increasing heat input, the welding zone widened and the peak value of the residual stress increased gradually. Higher welding speeds should be chosen as much as possible when the welding power is constant. Heat treatment can reduce the maximum of the longitudinal residual stress by about 80% and lead to the redistribution of stress.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

استرس پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 مبنی برتکنولوژی لیزر اولتراسونیک

Residual Stress in Laser Welding of TC4 Titanium Alloy Based on Ultrasonic laser Technology

بررسی تاثیر ویژگی مواد و آرایش هر لایه، بر روی شکل پذیری ورقه های دو فلزی

Investigation into the effect of material properties and arrangement of each layer on the formability of bimetallic sheets

Abstract

The application of bimetallic sheets composed of two dissimilar sheet metals with distinct properties has increasingly developed in recent years. Enhancement of bimetallic sheet’s formability by designing of appropriate layers is an important challenge for industrialization of these sheets. The main objective of this paper is investigation on the influence of material properties of layers on the formability of bimetallic sheets analytically and experimentally. The analytical model was developed to predict forming limit diagram (FLD) based on M-K model using both the Hill’s and Barlat-Lian yield functions. The experimental works was performed on Aluminum (AL3105)/Carbon steel (St14) sheets for verification of analytical model. Results showed that the formability of bimetallic sheet is enhanced by increasing of the strain hardening and strain rate sensitivity exponents of layers, although variation of the exponent coefficient of the layer with higher formability was more effective than layer with lower formability. In addition, the results demonstrated a significant nonlinear effect of variation in thickness of layers on the FLD0 index. It is found that the influence of anisotropy coefficient of layers is negligible in comparison with other material parameters, but the arrangement of anisotropic steel layer with isotropic aluminum layer as well as the arrangement of layers in the aligned rolling direction (0°−0°) can slightly improve the formability of two-layer sheets.

1 Introduction

Recently, the application of laminated composite sheet metals and specially two-layer metallic sheets has been greatly increased due to achieving desirable mechanical, physical and chemical properties such as high strength low weight structures, vibration damping, corrosion resistance, appropriate thermal and electrical conductivity in the variant industries. Aluminum-steel (AL-St) sheet is one of the most common clad sheets, in which the cladding can be carried out by several methods such as clad rolling [1], adhesive bonding [2], explosive forming [3] and etc. These bimetallic sheets consist of two distinct metals as a high strength (St) layer bonded to a lightweight low formable (AL) layer. Therefore, their forming behavior is different that of each layer and it is worth to study the effect of material properties of each layer on the formability of two-layer sheet in order to optimum design of bimetallic sheets.

Forming limit diagram (FLD) is commonly used to evaluate the formability of sheet metals in metal forming processes. The FLD is a plot of the major strain versus the minor strain which is obtained at the onset of localized necking condition. This curve defines the maximum permissible major strain with respectto the minor strain above which failure may be occurred in the deformed sheet. The concept of FLD was introduced by Keeler [4] and Goodwin [5] for the first time in 1968. Besides of many researchers reported on the mono-sheets, the formability of two-layer sheets has been the subject of some researchers. Semiatin and Piehler[6,7] investigated the formability of stainless steel-clad aluminum and aluminumclad stainless steel sheets based on defuse and localized necking. They resulted that the final localization and fracture are affected by arrangement of layers. Mori and Kurimoto [8] studied the formability of stainless steel-aluminum clad sheet experimentally. They utilized deep drawing process with a cylindrical punch and stretch forming test with a hemispherical punch to evaluate the formability of sheet. They concluded that a higher formability can be achieved when the aluminum is set on the outer side of the cup in stretching and deep drawing tests. Yoshida and Hino [9] determined the forming limits of sheet metal laminates under biaxial stress conditions. They developed a criterion for the left hand side of the FLD curve based on the Hill’s localized necking theory. In addition, punch-stretching tests were done on two and three-ply stainless steel-clad aluminum sheets. Kim et al. [10] studied the formability of roll-bonded AA5182/polypropylene/AA5182 sandwich sheets. They used the M-K theory associated with Hill’s yield function to predict FLD of sandwich sheet.

شبیه سازی سراسری حمل و نقل O همراه C در کوره صنعتی هدایت کننده انجماد برای شمش های سیلیکون: اثر پوشش بر رویه بوته

Global simulation of coupled oxygen and carbon transport in an industrial directional solidification furnace for crystalline silicon ingots: Effect of crucible cover coating

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبیه سازی جهانی انتقال کربن و اکسیژن در کوره صنعتی هدایت کننده انجماد برای شمش سیلیکون

Global simulation of coupled oxygen and carbon transport in an industrial directional solidification furnace for crystalline silicon ingots: Effect of crucible cover coating

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بهبود سرعت براده برداری EDM با استفاده از محرک دیسک هیبریدی مغناطیسی/فیزوالکتریکی

Improvement of EDM Machining Speed by Using Magnetic/Piezoelectric Hybrid Drive Actuator

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارتقای سرعت ماشینکاری EDM با محرک دیسک هیبریدی مغناطیسی/ اثر فشار برقی

Improvement of EDM Machining Speed by Using Magnetic/Piezoelectric Hybrid Drive Actuator

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تضمین کیفیت صفحات مسی لحیم شده از طریق آزمایش غیر مخرب التراسونیک پیشرفته

Quality assurance of brazed copper plates through advanced ultrasonic NDE

چکیده

1. مقدمه

2. ارزیابی پیشرفته غیر مخرب التراسونیک

3. شتاب دهنده خطی پروتون

3.1 شتاب دهنده خطی LIBO

3.2 مواد و فرایند لحیم کاری

4. تست التراسونیک غیر مخرب

4.1 سیستم NDE التراسونیک

4.2 فرایند اسکن التراسونیک NDE

5. تولید تصویر التراسونیک

6. نتایج التراسونیک NDE

5.1 نتایج اسکن FV US از قسمت 6/12 میلی متری

5.2 نتایج اسکن FV US از قسمت 5 میلی متری

7. نتیجه گیری

چکیده

روش های غیر مخرب التراسونیک پتانسیلی فوق العاده برای تشخیص عیوب در ماده تحت آزمایش ارائه می کنند. به خصوص، ناپیوستگی های ایجاد شده توسط جوشکاری، لحیم کاری گرم و سرد عموما از طریق روش های التراسونیک بررسی می شوند. در این مقاله، یک تکنیک غیر مخرب پیشرفته التراسونیک برای کنترل کیفیت سلول های مسی لحیم شده استفاده می شود، تا یک نمونه شتاب سنج برای درمان سرطان به دست آید. سلول ها شامل دو نیم صفحه هستند، که از مس خالص 99/99 درصد با هدایت بالا ساخته شده اند. اسکن التراسونیک کل حجم قطعه توسط روش غوطه وری انجام شد تا توموگرافی محوری التراسونیک قطعه به دست آمده و کیفیت فرایند لحیم کاری ارزیابی شود.

1. مقدمه

لحیم کاری تکنولوژی اصلی در تولید قطعات با کارکرد بالا است. فرایند لحیم کاری دو قطعه از فلز یا آلیاژ را از طریق فلز یا آلیاژ فیلر سومی به هم وصل می کند. مساحت اتصال تا دمایی بالاتر از نقطه ذوب فلز یا آلیاژ فیلر و پایین تر از دمای ذوب فلز یا آلیاژهای پایه گرم می شود. فلز یا آلیاژ فیلر ذوب شده توسط نیروی کاپیلاری به درون فاصله بین دو قطعه فلزی جریان می یابد و اتصال متالورژیکی شدیدی در حین سرد شدن ایجاد می شود. اتصالات لحیم کاری شده عموما استحکام کششی بیشتری نسبت به استحکام فلز یا آلیاژ فیلر استفاده شده دارند.

7. نتیجه گیری

یک تکنیک پیشرفته NDE بر اساس تکنیک اسکن FV US برای کنترل کیفیت سلول های مسی لحیم کاری شده نمونه شتاب دهنده استفاده شده برای درمان پروتونی استفاده شد. کیفیت فرایند لحیم کاری برای عملکرد این نمونه که هیچ محلول پیوستگی در ساختار خود نیست، ضروری است تا اطمینان از همگنی میدان مغناطیسی ایجاد شده برای شتاب دهی پروتون فراهم شود. این سلول شامل دو نیم صفحه است، که از مس 99/99 درصد OHFC روی همدیگر ساخته شده است.

Abstract

Ultrasonic non-destructive methods have demonstrated great potential for the detection of flaws in a material under examination. In particular, discontinuities produced by welding, brazing, and soldering are regularly inspected through ultrasonic techniques. In this paper, an advanced ultrasonic non-destructive evaluation technique is applied for the quality control of brazed copper cells in order to realize an accelerometer prototype for cancer proton therapy. The cells are composed of two half-plates, made of high conductivity 99.99% pure copper, brazed one on top of the other. Full volume ultrasonic scanning based on the pulse-echo immersion testing method were carried out to allow for the ultrasonic 2.5 D axial tomography of the cell, realizing the quality assessment of the brazing process.

1. Introduction

Brazing is a key technology in the production of components made of high performance materials. The brazing process joins two pieces of metal or alloy together through a third, molten filler metal or alloy. The joint area is heated above the melting point of the filler metal or alloy but below the melting point of the base metals or alloys to be joined. The molten filler metal or alloy flows into the gap between the two metal pieces by capillary action and forms a strong metallurgical bond as it cools down to solidification. Brazed joints have high tensile strength, typically higher than the strength of the utilized filler metal or alloy [1].

7. Conclusions

An advanced ultrasonic NDE technique based on the FV US scanning technique was applied for the quality control of brazed copper cells of an accelerometer prototype utilized for radionuclide production and proton therapy use. The quality of the brazing process is critical for the functionality of the prototype that does not contain any continuity solution in its structure in order to guarantee the homogeneity of the generated magnetic field responsible for protons acceleration. The back-to-back cell consist of two half-cell plates, made of high conductivity OHFC 99.99% copper, brazed one on top of the other.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تضمین کیفیت صفحات مسی لحیم شده از طریق آزمایش غیر مخرب التراسونیک پیشرفته

Quality assurance of brazed copper plates through advanced ultrasonic NDE

ریزساختارها و خصوصیات مکانیکی اسید پلی لاکتیک تهیه شده توسط فرایند نورد سرد

Microstructures and mechanical properties of polylactic acid prepared by a cold rolling process

چکیده

1- مقدمه

2- آزمایش

2-1 مواد

2-2 آماده‌سازی نمونه و فرآیند نورد

2-3 مشاهده‌ی ریزساختار داخلی

2-4 بررسی رفتار بلورسازی

2-5 تعیین جهت‌گیری مولکولی

2-6 ریزسختی و توزیع آن

2-7 تحلیل مکانیکی دینامیکی

2-8 آزمایش خواص کششی

2-9 میکروسکوپ الکترونی روبشی

3- نتایج و بحث

3-1 تغییرات ساختار داخلی

3-2 اثر نسبت نورد بر روی رفتارهای بلورسازی

3-3 اثر نسبت نورد بر روی جهت‌گیری مولکولی

3-4 ریزسختی و توزیع آن

3-5 رفتار مکانیکی دینامیکی

3-6 اثر نسبت نورد بر خواص کششی

4- نتیجه‌گیری

چکیده

چکیده از یک فرآیند نورد سرد برای اکسترود کردن پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) به‌عنوان پلیمر بلوری در نسبت‌های مختلف نورد استفاده شده است. در طول انجام فرآیند، تغییرات مورفولوژی بلور، بلورینگی، تراکم، جهت‌گیری مولکولی و ریزسختی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، خواص مکانیکی دینامیکی و خواص مکانیکی به ترتیب با استفاده از تحلیل مکانیکی دینامیکی و آزمایش کشش ارزیابی شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که تغییر شکل پلاستیکی بر روی سطح نسبت به داخل بسیار آسان اتفاق می‌افتد. علاوه بر این، زیاد شدن نسبت نورد کردن سبب کاهش بلورینگی و افزایش جهت‌گیری مولکولی می‌شود. تحلیل مکانیکی دینامیکی نشان داد که نورد PLA در هنگام انجام فرآیند یک ناهمسانگردی را نمایش می‌دهد. همچنین، قدرت کششی از 1/51 مگاپاسکال به 86 مگاپاسکال افزایش پیدا می‌کند و شکست کرنش زمانی که نسبت نورد در راستای نورد کردن 60% است، از 3/5% به 1/103% افزایش می‌یابد، این نتایج نشان می‌دهد که PLA در طول فرآیند نورد همگن شده است. این نتایج مشخص می‌کند که یک فرآیند نورد مناسب (مثلا نسبت نورد 60%) منجر به بهبود خواص مکانیکی جامع PLA در جهت نورد کردن می‌شود.

4- نتیجه‌گیری

در این تحقیق، تأثیر شرایط نورد بر ریزساختارها و خواص مکانیکی PLA در یک فرآیند نورد سرد مورد بررسی قرار گرفته است که از یک تکنیک پردازش پلاستیکی ایجاد مجدد صنعتی برای تولید در مقیاس بزرگ استفاده شده است. مورفولوژی بلوری، بلوری‌سازی، جهت‌گیری مولکولی. و خواص مکانیکی نورد PLA با جزئیات مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج بدست آمده، مهم‌ترین عوامل موثر بر پردازش پلاستیکی PLA برای کاربردهای صنعتی در زیر آورده شده است: 1- تغییر شکل پلاستیکی در سطح نسبت به داخل PLA، راحت‌تر انجام می‌گیرد. تغییر شکل لایه با افزایش نسبت نورد، گسترش می‌یابد. علاوه بر این، در یک نسبت نورد بالا، تخریب بلوری و جهت‌گیری مولکولی بالا در لایه‌ی هسته نورد PLA رخ داده است. 2- فرآیند نورد بر خواص حرارتی PLA تاثیری نمی‌گذارد. با این حال، بلوری‌سازی PLA با افزایش نسبت نورد، کاهش می‌یابد.

Abstract

A cold rolling process was performed with extruded polylactic acid (PLA) as the crystalline polymer at different rolling ratios. The variations of the crystalline morphology, crystallinity, density, molecular orientation, and the microhardness were investigated during the process. Moreover, the dynamic mechanical properties and mechanical properties were evaluated by dynamic mechanical analysis and tensile test, respectively. The results showed that plastic deformation more easily occurred on the surface than on the interior. In addition, with the increase of the rolling ratio, the crystallinity decreased; however, the molecular orientation increased. Dynamic mechanical analysis revealed that the rolled PLA displayed an anisotropy during the process. Moreover, the tensile strength increased from 51.1 MPa to 86.0 MPa, and the fracture strain increased from 5.3% to 103.1%, in the case of a 60% rolling ratio along the rolling direction, indicating that the PLA was homogenized during the rolling process. This certified that an appropriate rolling process (i.e., the 60% rolling ratio) was conducive for improving the comprehensive mechanical properties of PLA in the rolling direction.

4- Conclusion

The present work demonstrated the effect of rolling conditions on the microstructures and mechanical properties of PLA in a cold rolling process, which is an industrially relevant plastic processing technique for large-scale production. The crystal morphology, crystallinity, molecular orientation, and mechanical properties of the rolledPLA were investigatedindetail.Basedonthe results obtained, the mostimportantfactors influencing the plastic processing of PLA for industrial applications are listed below. 1. Plastic deformation occurred more easily on the surface than in the interior of the PLA. The deformation layer expanded with the increase of the rolling ratio. Moreover, at a high rolling ratio, crystalline destruction and high molecular orientation occurred in the core layer of the rolled PLA. 2. The rolling process did not influence the thermal properties of the PLA. However,the crystallinity of PLAdecreased as the rolling ratio increased.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ریزساختارها و خصوصیات مکانیکی اسید پلی لاکتیک تهیه شده توسط فرایند نورد سرد

Microstructures and mechanical properties of polylactic acid prepared by a cold rolling process

ارزیابی خواص مکانیکی و ساختار کامپوزیت تقویت شده آلیاژ الومینیوم 1100 با نانوذرات ZrO2 از طریق اتصال نورد تجمعی

Evaluation of Mechanical Properties and Structure of Al-1100 Composite Reinforced with ZrO2 Nanoparticles via Accumulative Roll-Bonding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ویژگی مکانیکی و ساختار کامپوزیت تقویت شده آلیاژ الومینیوم 1100 با نانوذرات ZrO2 از طریق اتصال نورد تجمعی

Evaluation of Mechanical Properties and Structure of Al-1100 Composite Reinforced with ZrO2 Nanoparticles via Accumulative Roll-Bonding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

اثر غلظت آلومینیوم تری هیدرات بر خواص مکانیکی کامپوزیت پلی پروپیلن / آلومینیوم تری هیدرات (PP / ATH)

Effect of concentration of ATH on mechanical properties of polypropylene/aluminium trihydrate (PP/ATH) composite

خلاصه

1 معرفی

2 تهیه کامپوزیت

3 آزمایشگاهی

3.1 تست کشش

3.2 تست خمش

4 مدل سازی المان محدود

4.1 آنالیز خمش سه نقطه

4.2 آنالیز شکست

5. نتایج آزمایشگاهی

5.1 تست کشش

5.2 تست خمش سه نقطه

5.3 مورفولوژی سطح

6 نتایج آنالیز المان محدود

6.1 اعتبارسنجی مدل

6.2 آنالیز شکست

7 نتیجه گیری

چکیده

آلومینیوم تری هیدرات (ATH) به صورت گسترده به پلیمر پلی پروپیلن (PP) جهت ساخت کامپوزیت مقاوم در مقابل آتش اضافه می شود. مخلوط کامپوزیت آلومینیوم تری هیدرات و پلی پروپیلن نسبت به پلی پروپیلن خالص در مقابل آتش مقاوم تر است. ترکیب درصد دو سازنده در کامپوزیت نهایی بستگی به کاربرد آن دارد. بهبود مقاومت در برابر آتش چنین کامپوزیتی قبلا موردمطالعه قرار گرفته و در مقالات منتشر شده است، اما تاثیرات بر استحکام مکانیکی تاکنون موردبررسی قرار نگرفته است. تاثیر غلظت آلومینیوم تری هیدرات بر استحکام مکانیکی کامپوزیت PP/ATH ارائه شده است. خواص کششی، خمشی و شکست موردمطالعه و بحث قرار گرفته است. از تست های آزمایشگاهی، فرمول بندی محاسباتی ASTM و روش المان محدود استفاده شده است. این نتیجه حاصل شده است که افزایش در مقدار ATH اثر معکوسی بر استحکام مکانیکی می گذارد. 

1 معرفی

خواص مقاومت در برابر آتش و حرارت پلیمرها می تواند تحت تاثیر ذرات پرکننده تغییر کند. این پلیمرهای مقاوم در برابر آتش کاربردهای مقاومتی در حوزه های مختلف از جمله هوافضا، وسایل حمل و نقل، صنایع دریایی و نظامی دارند[1,2]. پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر ترموپلاستیک است که در صنایع متنوعی شامل تجهیزات نساجی، تجهیزات ساکن، قطعات خودرو، تجهیزات آزمایشگاهی، قطعات پلاستیکی و ظروف و محفظه های قابل بازیافت به کار می رود[3] . به صورت رایج غلظت های متفاوت ATH بنابر کاربردهای متفاوت PP به منظور افزایش دمای شعله به آن اضافه می شود[4] . در حال حاضر خواص مقاومت حرارتی، مقاومت در برابر الکتریسیته و آتش مخلوط ATH با پلیمرهای مختلف از جمله PP در منابع منتشر شده است[4-12] ؛ در حالی که در مورد استحکام مکانیکی و چقرمگی شکست این کامپوزیت های پلیمری اطلاعات کافی در دسترس نیست.

7 نتیجه گیری

خواص مکانیکی شامل استحکام کششی، مدول الاستیک و استحکام خمشی کامپوزیت های مقاوم در برابر آتش PP/ATH با استفاده از تست های آزمایشگاهی استاندارد و چقرمگی شکست محاسبه شده از روش المان محدود و فرمول بندی استاندارد ASTM محاسبه شده اند. مدل FE با مقایسه ی نتایج آزمایشگاهی مربوط به تست خمش سه نقطه، اعتبارسنجی شده و سپس برای محاسبه ی بار بحرانی نمونه مورداستفاده قرار گرفت. بعد از تمام تست های آزمایشگاهی و آنالیزهای المان محدود، نمودار مقایسه ای برای کامپوزیت های مختلف PP/ATH رسم شده و جدول ارائه شدند. این نتیجه به دست آمد که استحکام کششی، استحکام خمشی و چقرمگی شکست کامپوزیت با افزایش مقدار ATH در مخلوط، کاهش می یابد. از سوی دیگر، افزایشی تدریجی و آرام در مدول الاستیک کامپوزیت در اثر افزایش مقدار ATH مخلوط مشاهده شد. با استناد به نتایج این مقاله، اضافه کردن ATH می تواند مقاومت در برابر آتش پلیمر PP را بهبود بخشد اما این مطالعه اثبات کرده که افزایش مقاومت در برابر حرارت کامپوزیت، به معنی هزینه کردن از استحکام مکانیکی آن است.   

Abstract

Aluminium trihydrate (ATH) is being extensively added to polypropylene (PP) to make a fire retardant composite. Blends of PP/ATH composite are more fire resistant as compared to pure PP. Percentage proportion of both the constituents in the final composite depends upon the application. Improvement in the fire retardant properties of such composites have been studied and published in literature but effects on mechanical strength have not been addressed. The effect of concentration of ATH on the strength of PP/ATH composite was presented. The tensile, flexural and fracture properties were studied and discussed. Experimental tests, ASTM analytical formulae and finite element approach were used. It has been found that increase in ATH has an inverse effect on the mechanical strength.

1 Introduction

Thermal and fire retardant properties of polymers often can be altered through the introduction of particulate fillers. These fire retardant polymers have robust application in various fields, such as aerospace, automotive, marine, military [1,2]. Polypropylene (PP) is a thermoplastic polymer which is being used in various industries including textile, stationary, automotive, laboratory equipment, plastic parts and reusable containers of various types [3]. Different concentrations of ATH are commonly added to PP for different applications to increase its flame Refs. [4]. Thermal, electrical and fire retardant properties of ATH blended with different polymers including PP have already been published in Refs. [4−12], while not enough information is available on the mechanical strength and fracture toughness of these polymer composites.

7 Conclusion

Mechanical properties including tensile strength, elastic modulus and flexural strength of flame retardant PP/ATH composite are calculated using standard experimental tests and fracture toughness is calculated using finite element technique and ASTM standard formulae. The FE model is validated through the experimental results of three-point bending test and then used to calculate critical load for a notched specimen. After all experimental tests and FE analyses, the comparison graphs for different blends of PP/ATH composite are plotted and all values are tabulated. It is found that tensile strength, flexural strength and fracture toughness of the composite are decreasing with the increase of ATH in the blend. On the other hand, a slight increase in the elastic modulus of the composite has been noted with the increase of ATH. As evident in the literature, addition of ATH may improve the fire retardancy of the PP polymer, but this research has proved that increase in flame retardancy of the composite is on the expense of the mechanical strength.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اثر غلظت آلومینیوم تری هیدرات بر خواص مکانیکی کامپوزیت پلی پروپیلن / آلومینیوم تری هیدرات (PP / ATH)

Effect of concentration of ATH on mechanical properties of polypropylene/aluminium trihydrate (PP/ATH) composite