بررسی روش‌های عملیات حرارتی بر ریزساختار و سختی آلیاژ برنز آلومینیم-نیکل ‏C95500‎‏ ‏

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، بخش مهندسی متالورژی، دانشکده شهید مهاجر، دانشگاه فنی و حرفه‌ای استان اصفهان، ایران ‏

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.

10.22034/frj.2019.206679.1105

چکیده

در این مقاله اثر عملیات حرارتی بر ریزساختار، سختی و میکروسختی آلیاژ برنز-آلومینیم-نیکل (C95500) بررسی شده است. آلیاژ در چرخه‌های دمایی متفاوتی شامل کوئینچ، نرماله، پیرسازی و آنیل، عملیات حرارتی شدند. ریزساختار نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری مجهز به آنالیز تصویر و الکترونی روبشی  و همچنین نرم افزار Image J جهت مشاهده درصد فازها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. سختی آلیاژ عملیات حرارتی شده و هم‌چنین میکروسختی هر فاز و مقایسه آن‌ها با یکدیگر و تأثیر فازها بر سختی کلی نمونه‌ها مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که نمونه ریختگی شامل فازهای ki، kii، kiii، kiv، α وβ است. عملیات حرارتی پیرسازی باعث به وجود آمدن فازهای k، کوئنچ باعث ایجاد فاز 'β هم‌چنین نرماله نیز باعث ایجاد فاز α ویدمنشتاتن خواهد بود. در نمونه‌های کوئینچ و سپس پیرسازی شده با افزایش فازهای سخت 'β و  (یا δ) همراه است، افزایش این دو فاز در آلیاژ باعث بهبود خواص سختی می‌شود. هم‌چنین حضور فاز سخت α ویدمنشتاتن در زمینه به‌شدت باعث افزایش سختی می‌شود.   

کلیدواژه‌ها


[1] ASM international, ASM Handbook Volume 3, Alloy Phase Diagram, 2008.
[2]  Culpan E.A., Rose G., Microstructural characterization of nickel aluminum bronze, Journal of Materials Science, 1978, 13, 1647-1657.
[3] Hasan F., Jahanafrooz A., Lorimer G.W., Ridley N., The morphology, crystallography, and chemistry of phases in as-cast nickel-aluminum bronze, Metallurgical and Materials Transaction A, 1982, 13, 1337–1345.
[4] Al-Hashem A., Riad W., The role of microstructure of    nickel–aluminium–bronze alloy on its cavitation corrosion behavior in natural seawater, Materials Characterization, 2002, 48, 37-41.
[5]  Lorimer G., Hasan F., Iqbal J., Ridley N., Observation of microstructure and corrosion behaviour of some aluminium bronzes, British Corrosion Journal, 1986, 21, 244–248.
[6]  Yang D., Rong Z., Zhenbo Q., Zhong W., Liqiang W., Lei L., Weigie L., Evolution of the corrosion product film on nickel-aluminum bronze and its corrosion behavior in 3.5 wt % NaCl solution, Materials, 2019, 12(2) 209, doi:10.3390/ma12020209.  
[7]  Wharton J., Barik R., Kear G., Wood R., Stokes K., Walsh F., The corrosion of nickel–aluminium bronze in seawater, Corrosion Science, 2005, 47, 3336–3367.
[8] Pidaparti R.M., et al., Classification of corrosion defects in NiAl bronze through image analysis, Corrosion Science, 2010, 52(11) 3661-3666.
[9] Barik R.C., et al., Erosion and erosion–corrosion performance of cast and thermally sprayed nickel–aluminium bronze, Wear, 2005, 259(1–6) 230-242.
[10] Wharton J.A., et al., The corrosion of nickel–aluminium bronze in seawater, Corrosion Science, 2005, 47(12) 3336-3367.
[11] Barik R.C., Wharton J.A., Wood R.J.K., Tan K.S., Stokes K.R., Erosion and erosion–corrosion performance of cast and thermally sprayed nickel–aluminium bronze, Wear, 2005, 259, 230–242.
[12] Wharton J.A., Stokes K.R., The influence of nickel–aluminium bronze microstructure and crevice solution on the initiation of crevice corrosion, Electrochimica Acta, 2008, 53(5) 2463-2473.
[13] Pierce F.A., Approved by Mc-Nelley T.R., The isothermal deformation of nickel aluminum bronze in relation to the friction stir processing, Calhoun: The Naval Postgraduate School Institutional Archive, 2004, 06.
[14] Chen R.P., et al., Effect of heat treatment on microstructure and properties of hot-extruded nickel-aluminum bronze, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2007, 17(6) 1254-1258.
[15] Habib K., Measurement of the A.C. Impedance of aluminum samples by holographic interferometry, Optics and Lasers in Engineering, 1997, 28, 37-46.
[16] Moradlou M., Aarab N., Emadi R., Meratian M., Effect of magnesium and nickel on the wear and mechanical properties of casting bronzes, Journal of American Science, 2011, 7(7) 717-722.
[17] Jahanafrooz A., Hasan F., Lorimer G.W., Ridley N., Microstructural development in complex nickel-aluminum bronzes, Metallurgical Transactions, 1983, 14, 1951-1956.
[18] ASTM Specification E562.
[19] Vakilipour A., Daroonparvar M.R., Atabaki M.M., Mokhtar K., Corrosion behavior of heat treated nickel-aluminum bronze alloy in artificial sea water, Materials Sciences and Applications, 2011, 2, 1542-1555.
[20]  Bohm J., Linhardt P., Strobl S., Haubner R., Biezma M.V., Microstructure of a heat treated nickel -aluminum bronze and its corrosion behavior in simulated fresh and sea water, Materials Performance and Characterization, 2016, 5, 5, 689–700.
[21] Parameswaran P., Godwin A., Dinesh S., Radhakrishnan K., Experimental study on mechanical and corrosion characteristics of NAB alloy with the addition chromium, Materials Today: Proceedings, 2018, 5, 8089–8094.
[22] Dieter G.E., SI Metric Edition: Mechanical Metallurgy, University of Maryland, 1988.
]23[ جاهدمطلق ح.ر.، غفوری‌آهنگر ر.، کاظمی ب.، رفتار مکانیکی مواد: روش‌های مهندسی برای تغییر شکل، خستگی و شکست، دانشگاه علم صنعت ایران، مرکز انتشارات، 1385.
]24[ تویسرکانی ح.، اصول علم مواد (ساختار، خواص و مهندسی مواد)، دانشگاه صنعتی اصفهان، ویرایش سوم، انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان، 1392.