توسعه و ساخت فوم فولادي به روش متالورژي پودر و بررسي مشخصات آن

كارشناسي ارشد

فوم‌هاي فلزي دسته‌اي از مواد متخلخل هستند كه به دليل خواص منحصربه‌فردي همچون نسبت استحكام به وزن بالاتر مورد انتظار، سفتي و جذب انرژي بيشتر در حين تغيير شكل از اهميت بالايي برخوردار هستند. اين ويژگي‌ها موجب استفاده فوم‌هاي فلزي در صنايع مختلفي همچون صنايع حمل‌ونقل، صنايع ساختماني و صنايع نظامي گشته است. فوم‌هاي فولادي به دليل استحكام و سفتي ويژه بيشتر، دماي ذوب بالاتر، هزينه كمتر مواد اوليه و سازگاري با سازه‌هاي فولادي داراي اهميت ويژه‌اي هستند. در تحقيق حاضر توليد فوم فولادي با استفاده از روش سنتز احتراقي خودپيش¬رونده(SHS)، مورد بررسي قرار گرفت. فرآيند سنتز احتراقي توسط گرمايش سريع نمونه تشكيل شده از مخلوط پودري Fe(C)، Ti, B و عامل فوم¬ساز، از يك سطح و ادامه¬ي واكنش توسط پيشروي جبهه¬ي احتراق در نمونه با استفاده از كوره القايي انجام شد. تاثير پارامترهايي مانند نوع پودر زمينه, درصد وزني تيتانيم و بور, درصد وزني و نوع عامل فوم-ساز بر ميزان تخلخل مورد بررسي قرار گرفت. تغييرات دماي نمونه با زمان ثبت شد. در اين بررسي پودر فولاد همراه با پودرهاي تيتانيم و بور با نسبت مولي 1:2 و درصدهاي مختلف وزني از ماده فوم¬ساز در قالب استوانه¬اي تحت پرس سرد تك¬محوه قرار گرفتند. نمونه¬هاي فشرده شده به دست آمده تحت اتمسفر گاز آرگون در كوره القايي تحت گرمايش با سرعت بالا قرار گرفتند. مشخصات نمونه¬هاي سنتز شده از نظر فازي و ريزساختاري توسط دستگاه ميكروسكوپ الكتروني مجهز به EDS و دستگاه XRD مورد ارزيابي قرار گرفت. درصد تخلخل محصولات به كمك روش ارشميدس و پراكندگي آن¬ها به وسيله آناليز تصويري نمونه¬ها بررسي شد. با انجام فرايند سنتز احتراقي در مخلوط پودري، فوم فولادي با درصد تخلخل 63% به دست آمد. در تمامي نمونه¬ها فاز تشكيل شده, فاز آهن به همراه ذرات سراميك دي¬بورايد آهن و تيتانيم دي¬بورايد بود. دماي احتراق از دماي محيط به دماي oC 1240 مي¬رسد. فوم حاصل داراي ساحتار حفره بسته است. براي بررسي مشخصات فوم ساخته شده, نمونه ها تحت آزمون فشار تك¬محوره قرار گرفتند و ميزان جذب انرژي آن¬ها بررسي شد. كلمات كليدي: فوم فلزي، فوم فولادي، سنتز احتراقي، عامل فوم¬ساز، پرس سرد، كوره القايي.

191513

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد

دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر ماندانا عادلي