پيستون خودرو به دليل كاركرد در شرايط دمايي و بارگذاري متغير، همواره در معرض خستگي مكانيكي و شوك حرارتي قرار دارد. در حين كاركرد موتور، پيستون همواره طي سيكل هاي تراكم، اشتعال و انجام كار و خروج دود، مقادير مختلف تنش را تجربه مي¬كند كه اين امر سبب بروز پديده خستگي پرچرخه در اي قطعه از موتور مي¬گردد. در اين طرح، به توليد نانوكامپوزيت پايه آلومينيوم-سيليسيوم مورد استفاده درپيستون موتور (خودرو) بااستفاده از ريخته¬گري گردابي و باهدف بهبود خواص مكانيكي و خستگي پرداخته شده است. دو نكته حائز اهميت در اين طرح عبارتند از: توزيع يكنواخت ذرات تقويت¬كننده در زمينه آلومينيوم (كيفيت مطلوب ازديدگاه متالورژيكي) و نكته ديگر، بهبود خواص مكانيكي و خستگي با تاكيد برخواص تريبولوژيكي آلياژ آلومينيوم- سيليسيوم (بهبود خواص خستگي). هردو عامل در اين طرح بررسي شده و كيفيت مطلوب از هر دو جهت، تصديق گرديده است. عمر خستگي نانوكامپوزيت‌هاي توليد شده توسط دستگاه خستگي خمش دوراني دو نقطه مورد آزمايش قرارگرفته است كه نتايج، حاكي از افزايش عمر خستگي براي نانوكامپوزيت¬هاي توليد شده مي¬باشد. نوآوري¬هاي اين طرح را مي¬توان به شرح زير بيان داشت: • ساخت نانو كامپوزيت پايه آلومينيوم پيستون با استفاده از نانو ذرات سراميكي سيليس • افزايش سختي و استحكام آلياژ پيستون مورد استفاده در موتور خودرو • بهبود عمر خستگي آلياژ پيستون خودروها به روش ساخت نانوكامپوزيت (اضافه¬كردن نانوذرات سيليس به عنوان ذرات تقويت¬كننده) تقويت زمينه آلياژ پيستون با تشكيل و گسترش فازهاي بين فلزي در زمينه (بهبود خواص تريبولوژيكي)

سرسيلندر خودرو با توجه به شكل هندسي و قرار گرفتن در شرايط دمايي و بارگذاري ها متنوع، همواره مستعد آسيب ناشي خستگي مي باشد. همچنين به دليل رخ دادن فرايندهاي مختلف نظير احتراق و قرار گرفتن مجراهاي ورودي و خروجي مختلف در آن همواره تنش هاي مختلفي را تحمل مي كند. علاوه بر اين، هندسه خاص سرسيلندر نيز باعث ايجاد برخي از تنش ها در آن مي شود. با توجه به تنش هاي مختلف ايجاد شده در سرسيلندر، اين قطعه تحت آسيب هر دو فرايند خستگي پرچرخه و كم چرخه قرار مي گيرد. از اين رو در اين طرح، يك روش كاربردي و با داشتن قابليت اجرا در كارخانجات ساخت سرسيلندر، به منظور افزايش استحكام و عمر آن ارائه شده است. در طرح حاضر با افزودن نانو ذرات خاك رس به مذاب آلياژ سرسيلندر در مرحله ريخته گري و همچنين انجام عمليات حرارتي بر روي آن نشان داده شد كه خواص مكانيكي و عمر خستگي نانو كامپوزيت توليد شده نسبت به آلياژ سرسيلندر اوليه افزايش يافته است. خواص مكانيكي در اين طرح توسط آزمون سختي سنجي ويكرز، آزمون كشش و آزمون خستگي خمشي دوراني اندازه گيري شده است. نوآوري ها و دستاوردهاي طرح حاضر را مي توان به شرح زير بيان كرد: • ساخت نانو كامپوزيت پايه آلومينيوم سرسيلندر خودرو با استفاده از نانو ذرات خاك رس • بهبود ريزساختار (پخش يكنواخت فاز سيليسيم در زمينه بعد از افزودن نانو ذرات خاك رس به آلياژ آلومينيوم- سيليسيم- مس) • افزايش سختي نانو كامپوزيت توليد شده نسبت به آلياژ سرسيلندر • افزايش خواص مكانيكي كششي نمونه هاي تقويت شده نسبت به نمونه سرسيلندر • افزايش عمر خستگي پرچرخه آلياژ سرسيلندر خودروها به روش ساخت نانوكامپوزيت و عمليات حرارتي

معرفي يك روند جديد عمليات حرارتي پيرسازي براي سوپرآلياژ اينكونل 713C با هدف افزايش سختي كه اصولا به عنوان اساس راه حل مورد استفاده قرار مي گيرد. اين عمليات شامل عمليات رسوب سختي است كه در دماي 890 درجه سانتي گراد و زمان 8 ساعت انجام مي گيرد و با توجه به بهينه شدن نوع فازهاي موجود، بيشينه سختي نسبت به نمونه ريخته گري حاصل مي شود. زمينه فني: بخش و: مهندسي مواد (متالورژي)؛ مهندسي به مفهوم عام آن بخش ب: انجام عمليات مختلف؛ متالورژي كاربردهاي اصلي اختراع: اين سوپرآلياژ در ساخت پره هاي توربين در قطعه توربوشارژر موتور خودرو بكار مي رود. همچنين، اين ماده، در ساخت پره هاي توربين هاي گازي (موتور هواپيما)، كاربرد دارد.

معرفي يك محلول حكاكي نوين براي متالوگرافي مناسب سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل 713C كه اصولا به عنوان اساس راه حل مورد استفاده قرار مي¬گيرد. اين محلول حكاكي شامل اسيد نيتريك، اسيد هيدروكلريك و اتانول است كه خوردگي انتخابي مناسبي را براي حكاكي سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل 713C ايجاد مي¬كند تا تمامي فازهاي موجود در زمينه را شناسايي كند.

يكي از عيوب عمده در پيستون موتور، خرابي هاي ناشي از سايش مي باشد. اين طرح به توليد نانوكامپوزيت پايه آلومينيوم- سيليسيوم مورد استفاده درپيستون موتور (خودرو) بااستفاده از ريخته گري گردابي و باهدف بهبود خواص سايشي اختصاص دارد. در اين طرح، ضمن بررسي روش هاي مختلف افزودن ذرات تقويت‌كننده به زمينه (آسياب كاري سياره اي و پيش گرمايش ذرات)، اثرمقدار نانوذرات برخواص سايشي نانوكامپوزيت هاي حاصل، مورد آزمون قرارگرفته است. دو نكته حائز اهميت در اين طرح عبارتند از: توزيع يكنواخت ذرات تقويت كننده درزمينه آلومينيوم (كيفيت مطلوب ازديدگاه متالورژيكي) و نكته ديگر، بهبود خواص مكانيكي با تاكيد برخواص سايشي و تريبولوژيكي آلياژ آلومينيوم- سيليسيوم (بهبود خواص مكانيكي). هردو عامل در اين طرح بررسي شده و كيفيت مطلوب ازهردو جهت، تصديق گرديده است. رفتارسايشي نانوكامپوزيت‌هاي توليدشده توسط دستگاه سايش پين روي ديسك مورد آزمايش قرارگرفته است كه نتايج، حاكي از كاهش نرخ سايش براي نانوكامپوزيت هاي توليدشده مي باشد. نوآوري هاي اين طرح را مي توان به شرح زير بيان داشت: • بهبود خواص مكانيكي آلياژپيستون خودروها به روش ساخت نانوكامپوزيت (اضافه كردن نانوذرات سيليس به عنوان ذرات تقويت كننده) • ارائه روش هاي مناسب اضافه كردن نانوذرات به آلياژپيستون و مقايسه اثرگذاري هر يك از روش ها در بهبود خواص سايشي پيستون • بررسي اثرمقدار نانوذرات بركيفيت محصول توليدي ازديدگاه متالورژيكي و مكانيكي (خواص سايشي) و دستيابي به درصدوزني مطلوب از نانوذرات

امروزه، مهندسان طراح، اهدافي همچون بهبود عملكرد موتور با بهبود فرايند احتراق را دنبال مي¬كنند. بنابراين، براي رسيدن به چنين اهدافي، دماي كاركرد قطعات به ناچار افزايش مي‌يابد. لذا بايد مواد مورد استفاده در ساخت قطعات موتور خودرو را تقويت نمود. از روش¬هاي استحكام بخشي مواد، عمليات حرارتي قطعات است. يكي از مواد پركاربرد در قطعات خودرو و موتور (بخصوص پيستون)، آلياژهاي آلومينيوم- سيليسيوم هستند. معمولا اين گونه قطعات، تحت بارهاي سيكلي مكانيكي و حرارتي قرار دارند و لذا بايد استحكام خستگي كافي، در مقابل اين بارگذاري¬هاي سيكلي را دارا باشند. لذا در اين طرح، يك روند جديد عمليات حرارتي (T6) به منظور بهبود خواص خستگي پرچرخه خمشي در آلياژ آلومينيوم- سيليسيوم مورد استفاده قرار گرفته است. اين عمليات شامل: 1- مرحله اول انحلال: شامل نگهداري قطعه به مدت 5 ساعت در يك كوره با المان¬هاي مقاومتي در دماي 500 درجه سانتيگراد است. 2- مرحله دوم خنك¬كاري: شامل خنك كردن قطعه در آب با دماي 40 تا 60 درجه سانتيگراد است. 3- مرحله سوم پيرسازي: شامل نگهداري قطعه براي افزايش ماكزيمم سختي در كوره با المان¬هاي مقاومتي در دماي 180 درجه سانتيگراد به مدت 9 ساعت است. در ضمن نوعي ديگر از عمليات حرارتي (فقط خنك¬كاري قطعات بعد از ذوب¬ريزي در آب به دماي 40 تا 60 درجه سانتيگراد) انجام شده است كه اين نوع از عمليات حرارتي هم باعث افزايش عمر خستگي شده است ولي مقدار افزايش آن به اندازه عمليات حرارتي T6 نيست. آزمون خستگي پرچرخه خمشي مطابق استاندارد بر روي نمونه‌هاي استاندارد آزمون، انجام شده است. با مقايسه عمر خستگي نمونه‌هاي عمليات حرارتي شده با نمونه¬هاي عمليات حرارتي نشده، مشخص شد كه عمليات حرارتي T6 پيشنهاد شده در كمترين مقدار خود باعث بهبود عمر خستگي به ميزان 537 درصد مي‌شود. رفتار شكست ماده نيز توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني، بررسي شده است، كه با بررسي سطح شكست مشخص شد كه شكست ماده بصورت ترد رخ داده است.

آلياژهاي برنج حاوي سرب يك ماده‌ پركاربرد به دليل مقومت به خوردگي بالا و استحكام قابل قبول در بسياري از صنايع مي‌باشد. شيرآلات، بلبرينگها و لوله¬ها عموما از آلياژ برنج سرب دار ساخته مي¬شوند، زيرا كه افزودن مقدار كمي سرب به برنجها قابليت ماشينكاري را بهبود مي¬بخشد. در طرح حاضر به منظور بهبود خواص آلياژ برنج سرب دار، نانوذرات آلومينا به زمينه برنجي توسط روش ريخته گري همزن اضافه شدند. اين روش توليد، روشي در دسترس، مقرون به صرفه با قابليت توليد بالا است. خواص خوردگي توسط پلاريزاسيون تافلي، طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي و كاهش وزن انجام شد. از نتايج منحصربفرد اين پيشنهاد بهبود مقاومت به خوردگي آلياژهاي پايه برنجي محتوي سرب در اثر افزودن نانوذرات آلومينا است. دستاوردهاي اين طرح را مي توان به صورت موارد ذيل شرح داد: 1- ساخت نانو كامپوزيت زمينه برنجي سرب دار با استفاده از نانو ذرات آلومينا توسط روش ريخته گري همزن 2- پخش همگن نانوذرات آلومينا در درصدهاي وزني 0.5، 1و 1.5 با پيش عمليات مذكور در زمينه برنج محتوي سرب 3- افزايش ميزان مقاومت به خوردگي نانوكامپوزيتهاي مختلف ايجاد شده نسبت به زمينه در محيط شبيه ساز آب دريا