انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53674320210314To Produce an Advanced Zamak5 Composite with a 3D-Open Cell Copper Foam by Casting Methodریختهگری کامپوزیت پیشرفته پایه زاماک 5 با فاز فلزی تقویت کننده سهبعدی پیوسته مسی12913611986310.22034/frj.2020.253075.1129FAسید محمد حسین میرباقریدانشیار دانشکده مهندسی معدن و مواد، دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهرانایلیا امینیدانش آموخته دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایراناحسان عبدی بجندیدانشآموخته دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article19700101The aim of the present study is to produce advanced metal matrix composites in an innovative route. In fact, reinforcement phase in the advanced composite is a 3D-copper open cell foam as a continuous precursor and liquid of Zamak5 alloy is penetrated into porous space of the 3D-copper foam by casting method. Then effect of supper-heat was investigated on the liquid permeability of the molten Zamak5 and inter-diffusion at Cu/Zamak5 interface during casting in a metallic mold. Results show that by preparing open-cell copper foam with 800 micrometers thickness, 8-20 PPI, and 65 Celsius degree super-heat for Zamak5 casting alloy, production of an advanced 3D-Cu foam-Zamak5 without misrun and cold shut defects during the filling of the metallic mold can be obtained. These condition led to a complete link between 3D-copper foam and Zamak5 matrix, by interfusion mechanism at interface of Cu (3D)/Zamak5 at 450 casting temperature. Also, the 3D copper foam as an internal chill led to formation of fain dendritic structure.هدف از پژوهش حاضر ارائه روشی ابتکاری برای تولید کامپوزیتهای پایه فلزی با فاز تقویتکننده الیافی سهبعدی پیوسته بهصورت فوم سلول باز فلزی است. در پژوهش حاضر فاز مادر آلیاژ زاماک 5 و جنس فاز تقویتکننده سهبعدی پیوسته، فوم مسی خالص است. در این روش فوم مسی سلول باز در داخل قالب فلزی جایگذاری میشود. سپس مذاب زاماک با فوق گداز مناسب از بستر فوم مسی عبور نموده و کل قالب فلزی پر میشود. در این صورت کل شبکه سهبعدی متخلخل فومی مسی به عنوان فاز دوم صلب در داخل زمینه آلیاژ زاماک قرار میگیرد. برای اتصال بین زاماک و شبکه مسی سهبعدی نیاز است، فصل مشترک این دو، دارای اتصال نفوذی اندکی باشد که بتواند تنش را بهخوبی منتقل کند. از این رو این اتصال با فوق گدازهای مختلف و ضخامتهای مختلف الیاف شبکه مسی، موردبررسی و آزمون قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که ضخامت الیاف مسی باضخامت تقریبی 800 میکرومتر، PPI 8-10 و دمای فوق گداز حدود 65 سلسیوس، بهترین نتایج را برای نفوذ جرمی مس در مفصل مشترک شبکه مسی با زمینه زاماک، بدون عیوب سرد جوشی و نیامد، فراهم میآورد. همچنین شبکه سهبعدی مسی بهعنوان مبرد داخلی باعث ساختار دندریتی ریز میشود. انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53674320201121Effect of Carbon Content on the Microstructure and Mechanical Properties of Hyness 25 Superalloyاثر کربن بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ Haynes 2513714311481810.22034/frj.2020.245305.1126FAمحمدرضا زمانیکارشناسی ارشد متالورژی، پژوهشکده مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانمعصومه سیف اللهیاستادیار، پژوهشکده مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران0000-0002-3105-2423سید مهدی عباسیاستاد، پژوهشکده مواد - دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران آدلی آخوندزادهکارشناس ارشد متالورژی، پژوهشکده مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانJournal Article20200825The effects of 0.05, 0.1 and 0.15 wt% C on the microstructure, hardness and tensile properties of annealed Haynes 25 were investigated. The alloys were melted in a vacuum induction melting furnace and purified through electro slag remelting process then solution annealed at 1200˚C for 30 min. The results indicated that W-riched M<sub>6</sub>C carbides developed in the microstructure and its amount increase with increase of carbon. By increase of Carbon from 0.05 to 0.15wt%, grain size decrease from 44 to 35 µm. The carbides act as nucleator and also retard grain growth that cause to reduce grain size. Mechanical properties investigation shows that with increasing carbon, as a result of grain refinement and the proper size and morphology of carbides, hardness increases from 255 to 290 Hv, yield strength from 450 to 510 MPa and ultimate tensile strength from 946 to 1088 MPa but ductility decreases slightly.در این پژوهش اثر میزان 05/0، 1/0 و 15/0 درصد وزنی کربن بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپرآلیاژ 25 Haynesدر حالت آنیل بررسی شده است. آلیاژها به روش ذوب القایی تحت خلأ ریختهگری، در کورهی ذوب مجدد تحت سربارهی الکتریکی تصفیه و سپس در دمایC˚ 1200 به مدت 30 دقیقه، آنیل انحلالی شدند. نتایج نشان داد که کاربید نوع M<sub>6</sub>C (غنی از تنگستن) در آلیاژهای حاوی کربن در ساختار رشد و با افزایش کربن، میزان آنها افزایش یافت. با افزایش کربن از 05/0 به 15/0درصدوزنی، اندازه دانه از 44 به 35 میکرومتر کاهش پیدا کرده؛ زیرا کاربیدها مانع از رشد شده و مکانهای مستعد جوانهزنی دانههای جدید را نیز فراهم آوردهاند. با افزایش میزان کربن به موجب ریزدانگی و افزایش کسر حجمی کاربیدها، سختی از 255 به 290 ویکرز، استحکام تسلیم از 450 به MPa 501 و استحکام کششی نهایی از 946 به MPa 1088 افزایش یافته و در مقابل میزان انعطافپذیری کاهش اندکی یافت.انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53674320201121Effect of Solution Cooling Rate on Microstructure and Hardness of X-750 Superalloy تاثیر نرخ سرمایش پس از عملیات انحلال بر ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ X-75014515311899910.22034/frj.2020.203182.1101FAمحیا شمسیان جزهدانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران حسین عربیاستاد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایرانسید محمد علی بوترابیاستاد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20190928X-750 Superalloy is a precipitation hardened nickel-chromium alloy that maintains its corrosion and oxidation resistance up to 704 °C. Although with increasing temperatures up to 704 °C most of the effects of hard deposition are eliminated, the heat treatment components have a good strength up to 982 °C. For this reason, it is important to apply heat treatment to stabilize the precipitation phases in the X-750 superalloy. The purpose of this study was to investigate the effect of cooling rate on the microstructure and changes in the morphology and size of the particles size of γ' in the X-750 superalloy as well as the relationship between microstructure and hardness. For this purpose, during two-step heat treatment of solution and aging treatment to obtain optimum γ' particle size, different cooling rates after solution treatment were taken and visual analyzes were performed on the obtained microstructures. The results showed that nucleation of secondary γ' particles occurred after cooling rate after solution but their growth was dependent on the aging temperature. The formation of secondary γ' is also dependent on the cooling environment after dissolution and with increasing cooling rate, the amount of secondary γ' depositional particles decreases. Also, with increasing cooling rate after solution treatment, the average size of initial γ' particles decreased from 126.5 to 30 nm and their percentage increased from 59 to 66.91. The highest hardness belongs to the 2-AC heat treatment cycle, which has the highest amount of γ' particles.سوپرآلیاژ X-750 یک آلیاژ نیکل-کرم رسوب سخت شونده است که مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون و استحکامش را تا دمای °C 704 حفظ میکند. اگرچه با افزایش دما تا بالاتر از °C 704 بیشتر اثرات رسوب سختی از بین میرود اما قطعات عملیات حرارتی شده، استحکام مفیدی را تا دمای °C 982 دارا هستند. به همین دلیل اعمال عملیات حرارتی به منظور پایداری فازهای استحکام بخش در سوپرآلیاژ X-750 امری حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر نرخ سرمایش پس از عملیات انحلال بر ریزساختار و تغییرات ایجاد شده در مورفولوژی و اندازه ذرات رسوبی استحکام بخش به سوپرآلیاژ X-750 و همچنین ارتباط ریزساختار آن با سختی است. به این منظور، ضمن انجام عملیات حرارتی دو مرحلهای انحلال و پیرسازی جهت دستیابی به میزان و اندازه مطلوب ذرات رسوبی γ' ، شرایط و نرخهای متفاوت سرمایش پس از عملیات انحلال در نظر گرفته شد و آنالیزهای تصویری بر ریزساختارهای حاصل شده صورت گرفت. نتایج نشان داد که جوانهزنی ذرات رسوبی γ' ثانویه فارغ از نرخ سرمایش پس از عملیات انحلال اتفاق میافتد اما رشد آنها وابسته به دمای عملیات پیرسازی بوده است. همچنین تشکیل γ' ثانویه به محیط سرمایش پس از عملیات انحلال وابسته است و با افزایش نرخ سرمایش، میزان ذرات رسوبی γ' ثانویه کاهش مییابد. همچنین با افزایش نرخ سرمایش پس از عملیات انحلال، میانگین اندازه ذرات رسوبی γ' اولیه از 5/126 به 30 نانومتر کاهش یافت و درصد آنها از 59 % به 91/66 % افزایش یافت. بیشترین سختی متعلق به سیکل عملیات حرارتی 2-AC که دارای بیشترین میزان γ' ثانویه است، است.انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53674320201121Investigation of Mechanical Properties and in vitro Corrosion Rate of Open-Cell Cast Magnesium Foams بررسی خواص مکانیکی و سرعت خوردگی در محلول شبیه سازی بدن فومهای سلول باز منیزمی ریختگی15516511563710.22034/frj.2020.239102.1123FAجابر اسدیدانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مواد گروه مهندسی مواد و پلیمر دانشگاه حکیم سبزواریبهمن کروجیاستادیار، گروه مهندسی مواد و پلیمر، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار ، ایران0000-0001-5203-6556سید علیرضا حسینیاستادیار، گروه مهندسی مواد و پلیمر دانشگاه حکیم سبزواریمصطفی علیشاهیاستادیار، گروه مهندسی مواد و پلیمر دانشگاه حکیم سبزواریJournal Article20200711In this study, open-cell magnesium foams with irregular and spherical morphology in different sizes and amounts of porosity were produced using the melt infiltration method into a NaCl space holder material. After determining the amount of closed porosity, the effects of morphology and porosity on the mechanical properties of the produced foams were investigated. Structure evaluation of the foams showed that more than 93% of the cells of the produced foams have open porosity and the foams with the irregular cells have a higher amount of the closed cells. Also, the amount of porosity of the foams varied from 54 to 62%. The results of the compression test showed that with increasing the porosity percentage, mechanical properties such as Young's modulus of the foams (E<sup>*</sup>) and stress of the plateau zone (s<sup>*</sup><sub>PL</sub>) decreased. Also, the irregular cell foams have a higher energy absorption than the spherical cell foams due to the wider plateau zone in the stress-strain curve. The in vitro corrosion rate of the foams was also studied by immersion test in the simulated body fluid (SBF) for two foams specimens with spherical cell morphology and the lowest closed cell amount. The results of the corrosion test have also shown that the size of the porosity of the foams can affect the corrosion rate, so that the smaller cell size foams had higher corrosion rate than the larger cell size foams.در این پژوهش فومهای منیزیمی سلول باز با مورفولوژی نامنظم و کروی در اندازه و میزان تخلخلهای متفاوت با استفاده از مواد فضاساز نمکی (NaCl) به روش فلزخورانی تولید شدند. پس از تعیین میزان تخلخلهای بسته، اثر مورفولوژی و میزان تخلخل بر خواص مکانیکی فومهای تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ساختار فومها نشان دادکه بیش از ۹۳ درصد سلولهای فومهای تولیدی دارای تخلخل باز هستند و فومهای با سلول نامنظم میزان بالاتری از سلول بسته را دارا هستند. همچنین درصد تخلخل فومها از ۵۴ تا ۶۲ درصد متفاوت بود. نتایج آزمایش فشار نشان داد که با افزایش درصد تخلخل خواص مکانیکی نظیر مدول یانگ فوم ( ) و تنش منطقه هموار ( ) کاهش مییابد. همچنین فومهای با سلول نامنظم نسبت به فومهای با سلول کروی به علت داشتن منطقه همواره پهنتر در منحنی تنش-کرنش، میزان جذب انرژی بالاتری دارند. سرعت خوردگی فومها نیز با انجام آزمایش غوطهوری در محلول شبیهسازی بدن (Simulated Body Fluid; SBF) برای دو نمونه فوم با مورفولوژی سلول کروی و کمترین مقدار سلول بسته اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که اندازه تخلخل فومها بر سرعت خوردگی اثرگذار است، بهطوری که فومهای با اندازه سلول کوچکتر نسبت به فومهای با اندازه سلول بزرگتر سرعت خوردگی بیشتری داشتند. انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53674320201121Design of Refractory High-Entropy Alloys to Reduce Weight and Cost طراحی آلیاژهای دیرگداز آنتروپی بالا با هدف کاهش وزن و هزینه16717311764510.22034/frj.2020.244014.1124FAحامد ناصرزشگیدانشجوی دکتری، گروه مهندسی متالورژی و مواد ، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد-مشهد- ایرانعلی رضا کیانی رشیداستاد، گروه مهندسی متالورژی و مواد ، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد-مشهد-ایران0000-0001-6168-7174جلیل وحدتی خاکیاستاد، گروه مهندسی متالورژی و مواد ، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد-مشهد-ایرانJournal Article20200816High entropy alloys (HEAs) are a new class of multicomponent alloys in which the solid solution phase is formed as the main phase. Due to the variety of elements in their composition, these alloys have a good capacity to design alloys with desired properties such as lower weight and lower cost. In recent years, several studies have been conducted on refractory high- entropy alloys (RHEAs) for high temperature applications. However, refractory metals are generally very high density and somewhat expensive, so it is important to design the composition of these alloys so that the weight and cost of raw materials can be reduced. In this study, using calculations of thermodynamic and physical parameters, the composition of elements in W-Mo-Ta-Nb-V and W-Mo-Cr-Ti-Al RHEAs were optimized so that while reaching the solid solution phase, weight and cost are minimized. Finally, W<sub>10</sub>Mo<sub>27</sub>Cr<sub>21</sub>Ti<sub>22</sub>Al<sub>20</sub> RHEA was obtained as the alloy with optimal composition in W-Mo-Cr-Ti-Al system and then melted and casted by VAM method. This RHEA contains a solid solution phase with BCC structure as the main phase and a small amount of Laves phase as a minor phase, which has a good agreement with the calculation results. SEM-BSE image of the as-cast RHEA exhibits a typical dendritic microstructure that the dendrites are enriched with elements with higher melting points such as W and Mo and interdendrites are enriched with Cr, Ti and Al.آلیاژهای آنتروپی بالا دسته جدیدی از آلیاژهای چند جزئی هستند که فاز محلول جامد به عنوان فاز اصلی در آنها تشکیل میشود. این آلیاژها به دلیل تنوع عناصراصلی در ترکیب شان، ظرفیت بسیار مناسبی جهت طراحی آلیاژهایی با خواص مورد نظر از جمله وزن کمتر و هزینه کمتر را دارند. در سالهای اخیر فعالیت های متعددی در زمینه آلیاژهای دیرگداز آنتروپی بالا جهت کاربردهای دما بالا انجام شده است. با این حال از آنجایی که فلزات دیرگداز عموما دارای چگالی بسیار بالا و تا حدودی گران قیمت است، لذا طراحی ترکیب آلیاژ به نحوی که بتوان وزن و هزینه مواد اولیه را کاهش داد، اهمیت ویژه<strong></strong>ای دارد. در این پژوهش با استفاده از محاسبات پارامترهای ترمودینامیکی و فیزیکی ترکیب عناصر در آلیاژهای دیرگداز آنتروپی بالا W-Mo-Ta-Nb-V و W-Mo-Cr-Ti-Al به نحوی بهینه سازی شد که ضمن رسیدن به فاز محلول جامد، وزن و هزینه به حداقل برسد. نهایتا آلیاژ دیرگداز آنتروپی بالا W<sub>10</sub>Mo<sub>27</sub>Cr<sub>21</sub>Ti<sub>22</sub>Al<sub>20</sub> به عنوان آلیاژ با ترکیب بهینه در سیستم آلیاژی W-Mo-Cr-Ti-Al انتخاب و به روش ذوب قوسی در خلاء ذوب و آلیاژسازی شد. این آلیاژ حاوی فاز محلول جامد با ساختار BCC به عنوان فاز اصلی و مقدار کمی فاز لاوه به عنوان فاز فرعی است که توافق خوبی با نتایج محاسباتی دارد. تصویر SEM-BSE آلیاژ ریختگی یک ریزساختار دندریتی را نشان می دهد که دندریت<strong></strong>ها غنی از عناصر با نقطه ذوب بالاتر همچون تنگستن و مولیبدن و بین دندریتها غنی از آلومینیم، تیتانیم و کروم است. انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53674320210314The Effects of Cooling Rate after Solutionizing on the Microstructural Evaluation of Cast IN718 Superalloy during Long-Term Thermal Exposureاثر سرعت سرد کردن بعد از عملیات انحلالی بر رفتار پیری سوپرآلیاژ ریختگی IN71817518411402610.22034/frj.2020.237065.1120FAمهرداد حناچیدانشجوی کارشناسی ارشد، شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایرانآرش خیابانیدانشجوی کارشناسی ارشد، شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایرانزهراسادات سید رئوفیاستادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایرانJournal Article20210314In the present study, cast IN718 superalloys solutionized at 1050◦C for 150 min. Afterwards, the samples were quenched with three various cooling rates including 240◦C/s, 5◦C/s and 0.1◦C/s. After solutionizing, the samples were aged at 750◦C for 30, 60, and 90 hrs. Microstructural investigation was carried out by optical microscopy (OM), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and X-ray diffraction (XRD). The results indicated that as the cooling rate increased, the conditions for complete dissolution were provided and only a small amount of MC carbide (TiC) phase remains in the matrix. By reducing the cooling rate and increasing aging time, due to the increase in volume fraction and size of secondary precipitates, the shear transformation of the ''γto δ increases, and consequently, the δ precipitates increased. After solutionizing, as the cooling rate increased, the hardness due to the decrease in the amount of cooling precipitates decreased. Besides, as the aging time increases, due to the abnormal growth of precipitates, hardness first increased and then experienced a decrease.در تحقیق حاضر، رفتار پیری سوپرآلیاژ ریختگی IN718 متاثر از سرعت سرد کردن بعد از عملیات انحلالی مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور، ابتدا سوپرآلیاژ ریختگی IN718 در دمای 1050 درجه سانتیگراد به مدت 150 دقیقه محلول سازی شد و سپس، نمونهها با سه نرخ سرمایش 240، 5 و 1/0 درجه سانتیگراد بر ثانیه سرد شدند. پس از اتمام این عملیات نمونهها در دمای 750 درجه سانتیگراد و در سه زمان 30، 60 و 90 ساعت پیرسازی شدند. بررسیهای ریزساختاری به وسیله میکروسکوپهای نوری (OM) و الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و تفرق پرتو ایکس (XRD) نشان دادند که با افزایش سرعت سرد کردن، شرایط برای نیل به انحلال کامل فراهم میشود و تنها مقداری فاز TiC باقی میماند. با کاهش سرعت سرد کردن و افزایش زمان پیرسازی در کنار افزایش کسر حجمی و اندازه رسوبات ثانویه، میزان استحاله برشی از ''γبه δ نیز بیشتر میشود تا جایی که رسوبات δ نیز رشد میکنند. با افزایش سرعت سرد کردن، به دلیل کاهش میزان رسوبات سرمایشی سختی کاهش مییابد. با افزایش زمان پیرسازی با توجه به رشد غیرعادی رسوبات سختی افزایش و سپس کاهش مییابد. این کاهش سختی میتواند به دلیل رشد غیر نرمال دانهها و رسوبات ثانویه و تشکیل کروم سفید باشد. با افزایش سرعت سرد کردن پایداری فازی در طول پیری افزایش مییابد. این ثابت فازی را در روند تغییرات سختی نیز میتوان ملاحظه نمود.