فصلنامه علمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مواد، دانشکده مهندسی ،دانشگاه تربیت مدرس،تهران،ایران

2 گروه مواد، دانشکده مهندسی ،دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی،تهران،ایران

چکیده

نانوفولادها به رده خاصی از فولادها گفته می­شود که حاوی فازها (فریت، سمنتیت و یا آستنیت)، دانه­ها و یا کاربیدهای نانوسایز (مانند کاربید وانادیم) می­باشند. خواص فیزیکی، مکانیکی و مغناطیسی منحصر به فردی در این فولادها مشاهده شده است. روش­های مختلف ساخت این فولادها می­تواند به دو دسته کلی روش­های تغییرشکل شدید و روش­های مبتنی بر ذوب تقسیم­بندی شود. در بین روش­های تغییر شکل شدید، روش اکستروژن قائم (ECAP) بیشتر از روش­های دیگر مد نظر بوده است که علت آن امکان تولید محصولات در اشل صنعتی است. در مقابل، ساخت مواد نانو ساختار با روش حرارت دهی ساختارهای آمورف به طور گسترده در آلیاژهای آهنی استفاده شده است. در این تحقیق تبلور آهن آلفا در ساختار آلیاژ Fe55Cr18Mo7B16C4 به وسیله آزمون­های تفرق اشعه ایکس و مشاهدات میکروسکپی بررسی شده است. نتایج مشاهدات میکروسکپی نشان می­دهد که کریستال­های آهن آلفا با اندازه 10 نانومتر در ساختار آلیاژ پس از عملیات حرارتی تشکیل شده است.

موضوعات

عنوان مقاله [English]

NanoSteels (The Newest Approaches Toward the Training and Applications of Nanotechnology in Mass Production of Nanostructure Steels)

نویسندگان [English]

  • Sh. Ahmadi 1
  • H.R. Shahverdi 1
  • A. Shokouhfar 2

1 Materials Department, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

2 Materials Department, Faculty of Engineering, khaje nasir-e-din-e-Toosi University of Technology,, Tehran, Iran

چکیده [English]

The term NanoSteels is called to some special steels consisting of nanosize phases (i.e. ferrite, cementite, and austenite), grains, and carbides (e.g. vanadium and M2C) produced by nanotechnology. It is proof that exotic physical, mechanical, and magnetic properties can be obtained from nanostructured steels. Fabrication methods of nanostructure steels can be divided into two main categories, SPD (severe plastic deformation) and melt base (crystallization from amorphous state) methods. Among all of the severe plastic deformation techniques (i.e. ECAP, HPT, and ARB), equal channel angular pressing (ECAP) is especially attractive because it can economically produce bulk of ultra- fine grain (UFG) materials. On the other hand, crystallization from amorphous state in bulk metallic glasses is a unique approach toward the mass production of nanostructure ferrous alloys. In the experimental process, crystallization of α – Fe phase during annealing process of Fe55Cr18Mo7B16C4 bulk amorphous alloy has been evaluated by X- ray diffraction and TEM observations. It is known from the TEM observations that crystalline α – Fe phase nucleated in the structure of the alloy in an average size of 10 nm and completely mottled morphology.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NanoSteel
  • ECAP
  • HPT
  • ARB
  • Melt-spinning
  • Glass metal
  • Crystallization

[1] Branagan D.J., Enabling Factors toward Production of Nanostructured Steel on an Industrial Scale, NanoSteel Company, a report, 2008. [2] Branagan D.J., The Development of Nanostructured Steel from Basic Discovery to Mainstream Technology, NanoSteel Company, a report, 2008. [3] Inoue A. and Hashimoto K., Springer publication, 2001. [4] Sakai M. and kobayashi M., Elsevier publication, 2001. [5] Shin D.H. and et al., 2005, www.msm.ac.uk [6] Zehetbauer M.J. and Valiev R.Z., Wiley publication, 2002. [7] Ivanisenko Yu. V., Solid State Phenomena, Vol.94, 2003, pp.45-50. [8] Park K.T. and et al., Rev. Adv. Mater. Sci, 2005, Vol.10, 133-137. [9] US Patent 20030226625. NanoSteels … 269 Journal of Technology & Education/ Vol. 4, No.4, Summer 2010 [10] Xang J. , C.Xu , Z.Du, Z.Zhang , L.Wang , X.Zhao .and T.G.Langdon , Proceedings of the conference ,Nanomaterials by Severe Plastic Deformation – NANOSPD2, 2002. [11] Meyers M.A., Mishra A., Benson D. J., Progress in materials science,vol. Vol.51, 2006, pp.427-556. [12] Valiev R.Z. and YU.V. Ivanisenko, E.F. Rauch and B. Baudelet, Acta mater, Vol. 44, No. 12, 1996. pp. 4705-4712. [13] Tsuji N.and et al., Scripta Mater., Vol.40, No.7, 1999, pp. 795-800. [14] Wang W.H. and Dong C., Material science engineering R, vol.44, 2004, pp. 45-89. [15] Lu Z. P., Journal of material science, Vol. 39, 2004, pp. 3965-3974. [16] Li Y., Journal of material science technology, Vol.15, 1999, pp. 97-110. [17] Telford M., Materialstoday, 2004, pp.36-43. [18] S. R. ChenActa materials, Vol.18, 1999, pp.4555-4569. [19] Soliman A.A., Thermochimica acta, vol.413, 2004, pp. 57-62. [20] Soliman A.A., Al-Heniti S., Al-Hajry A.and AlAssiri M., Thermochim. Acta, Vol.413, 2004, pp. 57-62. [21] Chrissafi K., Maragakis M.I., Efthimiadis K. G.and Polychroniadis E. K., Alloys Compd. J. Vol.386, 2005, pp. 165-173. [22] Minic D.M., Maricic A. and Adnadevic B.J. Alloys Compd, Vol. 473, 2009, pp.363-367. [23] Nishiyama N., Amiya K., Inoue A.and NonCrys J., Solids, Vol.353, 2007, pp.3615-3621. [24] Z. Long Z., Shao Y., Xie G., Zhang P., Shen B., Inoue A. and Alloys Compd J., Vol.462, 2008, pp.52-59. [25] Kappes B. B., Meacham B. E., Tang Y. L.and Branagan D. J., Nanotechnology, Vol. 14, 2003, pp. 1228-1234. [26] Branagan D.J., Marshall M.C. and Meacham B.E, Mater. Sci. Eng. A, Vol.428, 2006, pp. 116-123. [27] Branagan D.J., Swank W.D., Haggard D.C., Fincke J.R. and Metal. Mater. Trans. Vol.32A, 2001, pp. 2615- 2621. [28] Branagan D. J., Breitsameter M., Meacham B. E., Belashchenko V. and Therm J., Spray Tech. Vol.14 ,2005, pp.196- 204. [29] Solima A. A., Al-Heniti S., Al-Hajry A. and Al-Assiri M., Thermochim. Acta, Vol. 413, 2004, pp. 57-62. [30] Chrissafi K., Maragakis M.I., Efthimiadis K.G. and Polychroniadis E.K., J. Alloys Compd. Vol.386 , 2005, pp. 165-173. [31] Branagan D.J., Tang Y., Ap