رفورمرها در صنايع مختلفي همچون صنايع توليد فولاد، پالايشگاه ها و غيره كاربرد دارد. يكي از اجزاي مهم در رفورمر، لوله هاي رفورمر است. به علت نوع آلياژهاي مورد استفاده براي توليد لوله ها و پيچيدگي فرآيند توليد، قيمت تمام شده هر لوله بسيار بالا مي باشد و سالانه هزاران دلار صرف جايگزين كردن لوله هاي فرسوده با لوله هاي جديد مي شود. اين لوله ها اغلب به دليل آسيب هاي موضعي قبل از اتمام عمر مفيد خود از سرويس خارج شده و با توجه به قيمت بالا، هزينه گزافي صرف تعويض آنها مي گردد. با توجه به آن كه تنها قسمتي از لوله ها آسيب ديده است، مي توان اين قسمت را به روش جوشكاري با قسمتي سالم جايگزين كرد و دوباره از لوله استفاده كرد. پس از سرويس طولاني مدت در دماي بالا ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژهاي مورد استفاده در لوله ها تغييرات زيادي مي كند. اين تغييرات جوش پذيري اين آلياژها را در حالت پير شده متاثر ساخته و جوشكاري تعميري آنها را با مشكل مواجه مي كند. يكي از راههاي بازيابي خواص مكانيكي از دست رفته و بهبود جوش پذيري عمليات حرارتي آنيل انحلالي است. اما، اين عمليات حرارتي در مقياس صنعتي انجام شدني و اقتصادي نيست و از طرفي تاثير زيادي بر خواص مكانيكي آلياژ مقاوم به حرارت 48Ni - 28Cr - 5W ندارد. راه حل پيشنهادي اعمال يك لايه انعطاف پذير پايه نيكلي قبل از جوشكاري اصلي است. قبل از جوشكاري يك لايه انعطاف پذير از يك آلياژ پايه نيكل و با حرارت ورودي كم بر روي سطح فلز پايه نشانده مي شود و پس از ماشين كاري، جوشكاري نهايي انجام مي گيرد. اين لايه مياني همزمان احتمال وقوع دو نوع ترك خوردن شامل ترك خوردن ذوبي و ترك خوردن انجمادي را كاهش مي دهد. اين روش براحتي قابل انجام است و در مقايسه با عمليات حرارتي بسيار كم هزينه ميباشد.

در اين روش مذابي با دماي فوق ذوب جزيي تهيه شده و سپس اين مذاب از طريق يك سطح شيب دار خنك كننده به سمت قالب روانه مي¬شود. در اثر اين امر، جوانه هاي جامدي تشكيل شده و اين جوانه هاي رشد يافته بر اثر برش ناشي از حركت بر روي سطح شيب دار، تكه تكه شده و به حالت غيردندريتي در مي آيند. محدوديت اصلي اين روش عدم امكان توليد دوغاب در نرخ هاي ريخته گري پايين به دليل طول عمدتا بلند (بالاتر از 1 متر) و فوق ذوب پايين ذوب مورد استفاده و عدم يكنواختي حرارتي در ابتدا و انتهاي سطح شيب دار خنك كننده مي باشد. در جهت رفع اين عيوب، در روش ابداعي مذكور، منبع ذوب مناسب با طراحي يك بوته، توپي و نگهدارنده جهت ايجاد نرخ ذوب پايين ايجاد شده و سپس با تغيير در نحوه خنك شدن زيرلايه شيب دار اجازه كوتاه كردن طول ودر نتيجه ايجاد قابليت حمل و نقل اضافه شد.

در اين دستگاه مذاب با دماي فوق ذوب جزئي توسط يك بوته كف ريز با طراحي خاص به روي يك سطح شيب¬دار خنك كننده مينياتوري جريان يافته و پس از تبديل به دوغاب نيمه جامد با فلوي بسيار پايين به درون درز جوش جريان مي¬يابد. پس از اين مرحله پين جوشكاري اصطكاكي-اغتشاشي وارد ناحيه اتصال شده و سبب اتصال نهايي مي¬گردد. مهمترين مزاياي اين دستگاه و روش كه تحت عنوان "جوشكاري هيبريدي نيمه جامد/اصطكاكي-اغتشاشي" ابداع گشته است را مي¬توان در كاهش ميزان تخلخل¬هاي گازي و انقباضي، كاهش واكنش¬هاي بين منطقه جوش و محيط، كاهش حرارت ورودي به قطعه كار، كاهش ميزان جدايش، بهبود ريزساختار ناحيه جوش و افزايش سرعت جوشكاري برشمرد. همچنين افزايش بي نظير خواص خوردگي ناحيه جوش به علت هم تركيب بودن با قطعات اتصال نسبت به ديگر روش¬هاي جوشكاري، امكان جوشكاري قطعات با نقطه ذوب بالا مانند فولادها يا قطعات با هدايت حرارتي بالا نظير مس و ... از ديگر مزيت¬هاي اين روش هستند.

در اين دستگاه مذاب با دماي فوق ذوب جزئي توسط طراحي مناسب يك بوته، نگهدارنده و توپي جهت دستيابي به نرخ هاي ريخته گري بسيار پايين تهيه مي گردد. در اثر اين امر مي توان معايب ريخته گري با استفاده از بوته هاي سر ريز را كاهش داد يا حتي از بين برد. مهمترين عيوب روش ريخته گري بوسيله بوته سرريز را مي توان در ايجاد تلاطم بيشتر در طول ريخته گري، اكسيداسيون بيشتر مذاب، عدم امكان كنترل نرخ ريخته گري، كاهش ايمني ناشي از حركت دوراني بوته حامل مذاب با دماي بالا و اختلاط هرچه بيشتر مذاب و سرباره دانست. در جهت رفع اين عيوب، در بوته ابداعي مذكور، منبع ذوب مناسب با طراحي يك بوته، توپي و نگهدارنده جهت ايجاد نرخ ذوب پايين ايجاد شد. كاهش تلاطم ناشي از خروج آرام مذاب به كمك نيروي جاذبه، كاهش اكسيداسيون از طريق كاهش تماس مذاب و اتمسفر محيط و ايجاد امكان افزودن محفظه گاز محافظ در طول ريخته گري جهت ريخته گري آلياژهاي حساس به اكسيداسيون شديد، امكان كنترل و تغيير نرخ ريخته¬گري به كمك تغيير قطر داخلي توپي، افزايش ايمني ناشي از خروج مذاب از كف بوته و كاهش دخالت نيروي انساني در تخليه مذاب و عدم اختلاط مذاب و سرباره مهمترين موارد مدنظر در ساخت اين بوته هستند.

خلاصه توصيف اختراع فولاد فوق ريز دانه و استحكام بالاي پيشرفته كم كربن TRIP هدف از اين اختراع دست يابي به ريزساختار مطلوب، همزمان با حفظ انعطاف پذيري و استحكام بالا و با توليد آسان و مقرون به صرفه جهت ساخت فولاد بدنه خودروها مي باشد تا بتواند در وقوع تصادف از جان سرنشينان حفاظت كرده و استحكام لازم در برابر ضربه را داشته باشد. كاربرد اصلي اين اختراع در ستون بالايي B، ستون‌هاي سقف، شاسي نگه دارنده موتور بدنه خودرو است. مشكل فني، رسيدن به ريزساختار فوق ريز دانه با استحكام بالاتر از MPa1000 براي فولاد TRIP مي باشد. در اين تحقيق تلاش شد تا مشكل جوش پذيري اين فولاد كه به علت استحكام بالا و درصد كربن بالا وجود داشت برطرف گردد. اساس راه حل، تعيين ميزان دقيق عناصر آلياژي با انجام محاسبات و عمليات مكانيكي نظير نورد گرم و سرد و عمليات حرارتي آستمپرينگ با رعايت دقيق زمان و دما در اين فولاد بود.

امروزه توسعه فن آوري و تكنولوژي كار آمد و مقرون به صرفه از نظر انرژي اهميت ويژه اي دارد. فرايند سنتز احتراقي، فرايندي نسبتا نوين و ساده است كه در زمينه هاي توليد مواد سراميكي، كامپوزيت ها و تركيبات بين فلزي به جاي روش هاي سنتي بكار گرفته مي شود. فرايندهاي سنتي توليد اين مواد مانند متالوژي پودر، فشردن تك محوري داغ، فشردن ايزواستاتيك داغ، فرايندهاي پلاسمايي و فرايندهاي رسوب از بخار نياز به يك منبع خارجي گرم كننده قوي دارند، در حاليكه فرايند سنتز احتراقي بعنوان يك روش ساده، ارزان و قابل كنترل شناخته شده است. قابليت توليد فازهاي شبه پايدار، عدم پيچيدگي فرايند، مصرف نسبتا پايين انرژي، خلوص بالاي محصول و امكان توليد گستره وسيعي از تركيبات از جمله مزاياي اين فرايند مي باشد. خواص بالاي محصولات بدست آمده طي اين فرايند، در نتيجه دماي بالاي فرايند و تشكيل فازهاي شبه پايدار به دليل وجود گراديان دمايي شديد و سرعت سرد شدن بالا در فرايند سنتز احتراقي مي باشد. در حال حاضر بيش از صدها نوع تركيب و مواد پيشرفته مهندسي به اين روش در مقياس هاي آزمايشگاهي نيمه صنعتي و صنعتي توليد مي شوند، بطوريكه توليد آنها با روش هاي سنتي يا اصلا امكان پذير نيست و يا بسيار وقت گير و پر هزينه مي باشد. اما بايستي توجه داشت كه اين روش را تنها براي توليد موادي مي توان بكار برد كه واكنش توليد آنها از مواد اوليه شان به شدت گرمازا باشد تا امكان پيشروي خود به خودي جبهه ي احتراقي وجود داشته باشد. اين در حالي است كه در سنتز برخي مواد به دليل پايين بودن گرماي واكنش شيميايي، امكان بوجود آمدن موج احتراق خود پيشرونده وجود ندارد. با توجه به مزاياي زياد فرايند سنتز احتراقي خود پيشرونده، در راستاي حل اين مشكل و افزايش دامنه كاربرد اين روش براي توليد تركيبات بين فلزي، پيشنهادات متعددي تاكنون ارائه شده است كه از آن جمله مي توان به پيشگرم نمودن مواد اوليه و يا استفاده از فرايندهاي مشابهي چون فرايند سنتز احتراقي انفجاري اشاره نمود. در تمام پيشنهادات ارائه شده در اين زمينه يك مشكل وجود دارد و آن لزوم بكار گيري انرژي جهت انجام فرايند است كه اين موضوع به نوبه خود مي تواند منجر به افزايش هزينه شود. از اين رو در اين تحقيق جديد، سعي شد تا از واكنش اكسيداسيون آلومينيم به عنوان منبع انرژي حرارتي استفاده شود. نتايج بررسي ها در اين زمينه نشان داد كه اكسيداسيون ذرات آلومينيم در ضمن مرحله شعله وري با آزاد كردن حرارت به نسبت زياد موجبات افزايش دماي آدياباتيك در جبهه احتراق را فراهم مي كند و تحت اين شرايط امكان بكارگيري فرايند سنتز احتراقي با موج خود پيشرونده، جهت توليد تركيب مورد نظر فراهم مي شود. اين در حالي است كه در غياب واكنش اكسيداسيون آلومينيم، حتي در شرايط تئوري نيز دماي آدياباتيك در جبهه احتراق به مقدار لازم جهت استفاده از اين فرايند نمي رسيد. افزايش دماي آدياباتيك در جبهه احتراق، علاوه بر اين كه باعث بهبود خود پيشرونده گي جبهه احتراق مي شود، باعث كامل تر انجام شدن واكنش سنتز احتراقي در جبهه احتراق مي گردد كه اين امر سبب كاهش ميزان مواد اوليه باقي مانده در بين محصولات مي گردد. در بخشي از اين تحقيق، به منظور تاييد نتايج تئوري، استفاده از واكنش اكسيداسيون ذرات آلومينيم، در مورد فرايند سنتز احتراقي MoSi2 (كه با توجه به معيارهاي ارائه شده در اين زمينه، امكان استفاده از فرايند سنتز احتراقي خود پيشرونده براي آن وجود ندارد) نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين بخش به خوبي مويد اين مطلب بود كه واكنش اكسيداسيون آلومينيم به راحتي مي تواند امكان استفاده از فرايند سنتز احتراقي را جهت توليد MoSi2 فراهم كند.