عنوان اختراع: ساخت آلياژ NiTi نانوساختار- آمورف با استفاده از روش پيچش فشار بالا تكنيك ساخت طرح: يك روش مبتني بر تغيير شكل پلاستيك شديد بنام پيچش فشار بالا (HPT) بدين منظور، ابتدا نمونه هاي بالك NiTi با دانسيته نزديك به دانسيته تئوري با روش پرس گرم ايزواستاتيك (HIP) تهيه گرديد و سپس نمونه هاي مذكور تحت فرآيند HPT قرار گرفتند. بدين ترتيب، اثر فرآيند HPT بر ريزساختار نمونه هاي NiTi تهيه شده مورد بررسي قرار گرفت. آلياژ حافظه دار NiTi بدليل دارا بودن خواص منحصربفردي نظير حافظه داري و شبه الاستيسيته همواره مورد توجه بوده است. با توجه به تاثير قابل توجه كاهش اندازه دانه بر خواص مكانيكي مواد ، امروزه روشهاي جديدتر مبتني بر تغييرشكل پلاستيك شديد براي تهيه سطوح و مواد بالك نانوساختار توسعه يافته است. يكي از اين روش ها، روش پيچش فشار بالا (HPT) است. در اين اختراع، با استفاده از روش HPT آلياژ نايتينول با ساختار دانه نانومتري تهيه گرديد. براي مطالعه تركيب فازي و ريزساختار نمونه مذكور از روش پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني عبوري با وضوح بالا استفاده گرديد. نتايج اين بررسي ها نشان داد پس از اعمال فرآيند HPT بر نمونه بالك تهيه شده به روش پرس گرم ايزواستاتيك ، آلياژ NiTi با ساختار نانومتري-آمورف تهيه گرديد كه در آن نانوكريستال ها در زمينه آمورف توزيع شده اند.

مولايت به علت دماي سنتز بالا و شرايط تشكيل در فشار پايين، به‌ندرت در طبيعت يافت مي‌شود. آلومينا و كائولن منابع مهم و ارزان قيمت در تهيه مولايت است كه جهت توليد كامپوزيت هاي زمينه مولايتي مورد استفاده قرار مي گيرد. ذرات تقويت‌كننده كاربيد تنگستني به دليل خواص مطلوبي مثل سختي و استحكام بالا و ضريب انبساط حرارتي نزديك به مولايت گزينه مناسبي براي بهبود رفتار سينتر و خواص مكانيكي كامپوزيت زمينه مولايتي مي‌باشد. در اين پژوهش پودر مولايت از آلومينا و كائولن سنتز شد. مولايت سنتز شده و كاربيد تنگستن توسط آسياب با كاپ و گلوله كاربيد تنگستني با نسبت گلوله به پودر 5 به 1 با سرعت rpm150 به مدت 2 ساعت مخلوط شدند. پودر هاي مخلوط شده در دستگاه SPS سينتر شدند. از نمونه هاي سينتر شده آناليز XRD، چگالي، SEM، استحكام و سختي به عمل آمد. كامپوزيت توليد شده نسبت به بدنه تك فاز، به واسطه افزودن ذرات سخت WC، مقاومت سايشي و خزشي بالاتري از خود نشان مي دهد.

با توجه به شرايط كاري پره¬هاي توربين¬هاي گازي، كه اغلب در دماهاي بالا و در محيط¬هاي تحت اكسيداسيون و خوردگي داغ كار مي¬كنند، با گذشت زمان ريزساختار سوپرآلياژ سازنده اين پره¬ها دچار تغيير مي¬شود. اين تغييرات منجر به افت شديد خواص و كاهش عمر خزشي مي¬شود. به همين دليل، انجام عمليات حرارتي مياني موسوم به جوان¬سازي مي¬تواند منجر به بازيابي ريزساختار و افزايش عمركاري پره¬ها شود. با توجه به اين موضوع، در اين اختراع عمليات حرارتي جوان¬سازي پره توربين ارائه مي¬شود. پس از بررسي نمونه¬هاي حل¬سازي شده در شرايط مختلف، پارامترهاي حل¬سازي كامل مانند دما و زمان مشخص شد. در ادامه عمليات پيرسازي در دما و زمانهاي مختلف انجام شد و ويژگي¬هاي نمونه¬ها مانند ريزساختار و سختي آنها بررسي شد. با انجام عمليات حرارتي جوان¬سازي بهينه، همگن شدن ساختار، حل شدن كاربيدها، كاهش اندازه ϒʹ، اصلاح ساختار آن و افزايش درصد حجمي اين فاز حاصل مي¬شود كه در مجموع منجر به بهبود خواص مكانيكي زير لايه مي¬شود. پس از تعيين شرايط بهينه جوان¬سازي، عمليات پوشش¬دهي مجدد بر روي نمونه¬هاي جوان¬سازي شده انجام شد. نتايج بررسي¬هاي ريزساختاري نمونه¬هاي پوشش داده شده نشان داد كه انجام عمليات حرارتي جوان¬سازي موجب تشكيل فازهاي مفيد در پوشش، توزيع يكنواخت عناصر موجود در آن و كاهش كاربيدهاي مضر در سطح پوشش مي¬شود و بهبود خواص را در پي دارد.