خوردگی فرسایشی اغلب در صنایع پتروشیمی، نفت وگاز و همچنین سازه های دریایی رخ می دهد. شدت خسارت به عواملی چون سرعت سیال و ریزساختار ماده بستگی دارد. در این تحقیق اثر سرعت سیال بر خوردگی فرسایشی فولاد ck45 دوفازی با ریزساختارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. این ریزساختارها با آستنیته کردن نمونه ها در دمای oC 740 به مدت 45 دقیقه و سپس با یکی از فرایندهای سرد کردن در هوا، کوئنچ در آب و یا آستمپر کردن در دمای oC 400 به مدت دو ساعت ایجاد شدند. آزمون خوردگی فرسایشی در آب مقطر حاوی wt% 3 کلرید سدیم و wt% 1 ذرات آلومینا در سرعت های m/s 5، 9 و 16 انجام شد. مطابق نتایج بدست آمده، سینتیک خوردگی فرسایشی خطی بود. با افزایش سرعت سیال از m/s 5 به m/s 16 شیب خط بسته به نوع ریزساختار چهار تا شش برابر شد. تغییرات نرخ خوردگی فرسایشی با سرعت سیال از یک رابطه توانی تبعیت نمود. مقدار توان سرعت بین2 تا 3 متغیر بود.

فولاد ساده کربنی ck45 با توجه به خواص خوب مکانیکی و متالوژی آن قیمت نسبتا مناسبی دارد. هر ابزار خاک ورز باید هم مقاوم به سایش و هم مقاوم به ضربه باشد و نیز از مواد گران قیمت تهیه نشده باشد. در این پژوهش خصوصیات این فولاد در سایش خراشان و ضربه بررسی شد تا عملکرد آن در قطعاتی نظیر گاو آهن و سایر ابزار خاک ورز پیش بینی شود. این فولاد تحت یک سری عملیات حرارتی مختلف قرار گرفت. خصوصیات سایش با یک دستگاه آزمایش سایش خراشان استاندارد (ASTM-G105-89)، به نام آزمایش سایندگی با شن مرطوب و چرخ لاستیکی که ساخته شده بررسی گردید. خصوصیات مقاومت به ضربه نیز با دستگاه آزمایش چارپی مطالعه شد. نتایج نشان داد که با عملیات حرارتی نسبتا ساده می توان مقاومت به سایش و مقاومت به ضربه این فولاد را افزایش داد و برای کاربردهای خاک ورزی از آن استفاده کرد.

خواص مکانیکی فولادها علاوه بر آنالیز شیمیایی به مقدار قابل توجهی به عملیات حرارتی انجام شده روی فولاد بستگی دارد و فرآیندهای مختلف حرارتی باعث ایجاد طیف وسیعی از خواص در فولادها خواهند شد. دو پدیده انتقال حرارت و نفوذ در قطعات فولادی تعیین کننده ریزساختارهای حاصل در اثر عملیات حرارتی می باشند. با دانستن نرخ سرد شدن فولاد و نمودار CCT آن، می توان ریزساختار حاصل را در اثر سرد شدن پیوسته فولاد از دمای آستنیته پیش بینی نمود. از طرفی بدست آوردن نرخ سرد شدن قسمت های داخلی قطعات کار مشکلی می باشد. در پژوهش حاضر نرخ سرد شدن نقاط داخلی یک مکعب فولادی از جنس ck45 از طریق شبیه سازی معادلات انتقال حرارت به روش اختلاف محدود محاسبه شده است. سپس نمودارهای حاصل بر نمودار CCT فولاد انطباق داده شده و ریزساختار هر نقطه پیش بینی شده است. پس از انجام عملیات حرارتی بر فولاد، قطعه برش داده شده و سختی نقاط مورد بررسی، اندازه گیری شده است که نتایج سختی سنجی تاییدی بر صحت محاسبات شبیه سازی می باشد.

امواج ارتعاشی با فرکانس بیشتر از 20کیلوهرتز که تحت عنوان ارتعاشات اولتراسونیک شناخته می شود، در بسیاری از روش های تولیدی و فرآیندهای مهندسی به کارگرفته می شود. دراین مقاله به بررسی وقوع پدیده نرم شدگی آکوستیکی درنمونه های فولادی با سه نوع میکروساختار متفاوت پرداخته شده است. برای این منظور توسط عملیات حرارتی آستمپرینگ و کوئنچ نمونه هایی با ریزساختارهای بینیتی و مارتنزیتی ایجادگردید. ابعاد نهایی این نمونه ها جهت انجام تست توسط روش المان محدود آنالیزمودال در نرم افزار انسیس طوری بدست آورده شد که فرکانس رزونانس نمونه با فرکانس رزونانس ترانسدیوسر برابر باشد. با توجه به این که دراثراعمال ارتعاشات اولتراسونیک، تنشی موسوم به تنش ارتعاشی به شبکه کریستالی وارد می شود و این تنش باعث حرکت نابجایی ها گشته و باعث کاهش استحکام تسلیم ونهایی نمونه می گردد. در این مقاله با اعمال ارتعاشات اولتراسونیک با شدت w/cm255 به مقدار 18%، 12% و 8% از استحکام تسلیم نمونه ها با ریزساختار فریتی و پرلیتی، بینیتی و همچنین مارتنزیتی کاسته می شود. به علت جذب انرژی ارتعاشات توسط نابجایی ها، شکل دهی و فرم دهی این مواد با صرف نیروی کمتر انجام می گیرد. همچنین در این مقاله یک مدل عددی برای نرم شدگی آکوستیکی بررسی گردید و مشخص شد که همبستگی مناسبی بین روش مدل سازی عددی و نتایج آزمایش های تجربی وجود دارد.

در بسیاری از صنایع که با فرآیندهای ماشینکاری در ارتباط هستند، فاکتور اساسی برای کاهش هزینه ی کلی تولید، انتخاب شرایط ایده آل ماشینکاری است. حرارت قطعه یک عامل بسیار مؤثر در فرآیندهای ماشینکاری می باشد که در این مطالعه، تأثیر این پارامتر بر رفتار براده و نیروهای وارده بر ابزار در ماشینکاری فولاد ck45 مورد بررسی قرار گرفته است. از سه دمای پیش گرم 25، 70 و 100 درجه سانتی گراد برای پیش گرم قطعه پیش از عملیات تراشکاری استفاده شد و متغیرهای تشکیل براده بررسی گردید. همچنین با ایجاد مدل اجزای محدود از فرایند، ماشینکاری قطعه و تشکیل براده در ماده شبیه سازی شد که نتایج تطابق خوبی با آزمایشات تجربی را نشان می دهد. با تایید مدل اجزاء محدود، مقدار نیروی ماشین کاری، تنش های حرارتی و سایش در فرایند به کمک مدل اجزای محدود ارزیابی شد. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که بیشترین انحناء براده در دمای پیش گرم 70 درجه سانتی گراد رخ می دهد. همچنین بیشترین ضخامت تغییر شکل یافته براده در دمای پیش گرم 25 درجه و کمترین مقدار آن در دمای پیش گرم 70 درجه سانتی گراد بوده است. نیروهای وارد بر ابزار در راستاهای y و x با کاهش دما بیشتر شده اما نرخ حرارت نوک ابزار تا دمای ماشینکاری 70 درجه سانتی گراد افزایش و بعد از آن به علت کمتر شدن اصطکاک به طرز چشم گیری و تا حدود 60% کاهش یافته است.

نیتروژن دهی پلاسمایی، عملیاتی ترموشیمیایی است که علاوه بر بهبود خواص سطحی باعث تغییر ترکیب شیمیایی لایه های سمنتیت می شود. در این تحقیق احتمال حذف یا شکسته شدن لایه های سمنتیت در اثر نفوذ نیتروژن به داخل فولاد ck45 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در ابتدا نمونه های تهیه شده از این فولاد تحت عملیات حرارتی آنیل در دماهای 800، 820، 840، 860، 880 و 900 درجه سانتی گراد قرار گرفته و سپس با استفاده از پلاسمای DC، نیتروژن دهی شدند. نمونه های متالوگرافی شده با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز پراش X مورد مطالعه ریزساختاری قرار گرفتند. ازطرفی، فازهای پایدار تشکیل شده در حین نیتروژن دهی پلاسمایی با استفاده از محاسبات ترمودینامیکی تعیین شدند. نتایج حاصل از محاسبات ترمودینامیکی، نتایج تجربی را تایید کرده و نشان می دهند که نفوذ نیتروژن به لایه های سمنتیت باعث شکست این لایه ها و تبدیل آنها به (Fe4N) g’ می شود.

در این تحقیق پوشش های مختلفی بر روی سطح فولاد ck45 به روش الکترواسپارک اعمال شد و میکروساختار و خواص تریبولوژی سطح مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از دو نوع الکترود شامل الکترود سخت کاری فولاد کروم دار و الکترود کامپوزیتی TiC-Ni استفاده گردید. برای بررسی میکروساختار و تعیین ترکیب رسوب های تشکیل شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز EDX استفاده گردید. خواص تریبولوژیکی پوشش ها نیز به کمک آزمون سایش مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر SEM نشان داد که در مورد نمونه خام سطح سایش دارای ورقه های در حال جدا شدن است و مکانیزم سایش ورقه ای دارد. تصاویر مربوط به سطح سایش نمونه با پوشش کامپوزیتی خراش های کمتری نسبت به نمونه پوشش داده شده با الکترود کروم دار نشان داد. ریزساختار پوشش کامپوزیتی ذرات ریز TiC در زمینه نیکلی با توزیع یکنواخت را نشان داد. بر اساس نتایج کاهش وزن، نمونه های پوشش دار سایش کمتر از نمونه بدون پوشش داشتند و نمونه پوشش  داده شده با الکترود کامپوزیتی دارای سایش کمتری نسبت به پوشش فولادی کروم دار بود. نتایج تغییرات اصطکاک بر حسب مسافت لغزشی نمونه بدون پوشش مقدار اصطکاک متوسط 0.131 را نشان داد در حالی که مقدار اصطکاک نمونه پوشش  داده شده کامپوزیتی پس از طی حدود 100 متر مسافت به مقدار متوسط کمتر از 0.165 می رسد. مقدار اصطکاک کمتر در نمونه پوشش داده شده کامپوزیتی به دلیل تغییر مکانیزم سایش از ورقه ای به خراشان می باشد.

در این پژوهش به بررسی تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال انفجاری ورق های فولاد زنگ نزن 304 به فولاد کربنی ck45 که با بار انفجار ثابت و فاصله توقف متفاوت اتصال یافته پرداخته شده است. برای بررسی تاثیر دما و زمان بر روی نمونه های جوشکاری شده، نمونه ها در دماهای 350°C ،250 °C و  زمان های دو و چهار ساعت در کوره، عملیات حرارتی شدند. بررسی های آزمایشگاهی با استفاده از آزمون های میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون های ریزسختی سنجی و استحکام کششی برشی انجام شد. میزان نفوذ عناصر، آهن، نیکل، منگنز، کروم و ترکیب مناطق مذاب موضعی با استفاده از آنالیز EDS در نمونه ها مشخص شدند. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله توقف از 4 به 5 میلی متر، انرژی جنبشی برخوردی افزایش یافته و تغییر شکل پلاستیکی شدیدتری در فصل مشترک اتصال ایجاد شده است. نتایج متالوگرافی، نمایانگر موجی- گردابه ای شدن فصل مشترک با افزایش میزان فاصله توقف بوده است. همچنین انجام عملیات حرارتی دردمای 350°C و زمان 2 ساعت باعث افزایش ضخامت ترکیبات بین فلزی فصل مشترک شده است. سختی نیز با انجام عملیات حرارتی دردمای 350°C و زمان 2 ساعت در نمونه های با فاصله توقف 4 و 5 میلی متر، نسبت به قبل از عملیات حرارتی به ترتیب از 270.91 به 171.00 ویکرز و از 279.00 به 195.00 ویکرز کاهش یافته است. همچنین استحکام نمونه ها به ترتیب از 449.21 به 370.80 مگاپاسکال و از 510.57 به 432.83 مگاپاسکال کاهش یافته است. تغییرات سختی و استحکام به دلیل تغییرات ضخامت منطقه بین فلزی و همچنین افزایش اندازه دانه ها بوده است.

در این مقاله به تحلیل تجربی رفتار رچتینگ و برهم کنش پدیده رچتینگ- خستگی فولاد ck45 در بارگذاری چرخه ای تک محوری پرداخته شده است. بارگذاری ها به صورت تنش- کنترل می باشند. آزمایش های تنش- کنترل به صورت دو مرحله ای و به منظور بررسی تاثیر کرنش رچتینگ بر عمر خستگی انجام شده اند. به گونه ای که ابتدا نمونه ها تحت آزمایش پیش- رچتینگ با بارگذاری های مختلف قرار می گیرند و سپس عمر خستگی آن ها با یک بارگذاری ثابت برای همه نمونه ها، اندازه گیری می شود. نتایج بدست آمده، نشان می دهند که، عمر خستگی به میزان زیادی متاثر از دامنه تنش پیش- رچتینگ می باشد. همچنین تاثیر تنش میانگین، اندک و محدود به یک تنش میانگین خاص می باشد.