دستگاه " شكلدهي و استحكام دهي همزمان آلياژهاي رسوبسختي پذير تحت وكيوم بگينگ " به منظور شكلدهي و استحكامدهي همزمان قطعات بدنه و پوسته بال هواپيما در مقياس كوچكتر با هدف كاهش مراحل و هزينه¬هاي توليد و دستيابي به خواص مكانيكي بهينه طراحي گرديده است. معمولا روش¬هاي توليد متداول چند مرحله¬اي، پرهزينه و زمانبر هستند. همچنين قطعات توليدي اين روش¬ها به دليل اينكه در مرحله شكلدهي از تنش¬هاي بالا استفاده مي¬شود؛ معمولا داراي تنش¬هاي پسماند ¬مي¬باشند. حل اين مشكل مستلزم اضافه شدن مرحله ديگري به نام عمليات حرارتي مي¬باشدكه خود زمانبر و هزينه بر است. در اين اختراع سعي بر ادغام مراحل توليد قطعات با ايجاد خواص مشابه و حتي بسيار بهتر مي¬باشد. برجستگي اصلي اين دستگاه ادغام دو اصل متالورژيكي پيرسازي و آزادسازي تنشي مي¬باشد. ويژگي مهم اين دستگاه كه مي¬تواند اين روش را بسيار متمايز كند استفاده از سيستم خلاء براي شكلدهي اوليه به قطعه مي¬باشد كه اين براي فلزات بسيار نادر است. يعني با آببندي مناسب به طور مثال با چسب هواي بين قطعه و قالب تخليه و قطعه تحت فشار اتمسفر به قالب مي¬چسبد. در اين دستگاه قطعه مورد نظر كه از آلياژهاي رسوبسختي پذير است در حالت آنيل شده روي قالب قرار مي¬گيرد. با اعمال خلا و مكش هواي بين قالب و قطعه، قطعه كاملا شكل قالب را به خود مي¬گيرد. در اين حالت با اعمال حرارت طبق سيكلهاي مشخص رشد رسوبات و آزادسازي تنشي اتفاق مي¬افتد. نتيجه¬ي آن استحكام بخشي و شكلگيري قطعه خواهد بود. پارامترهايي كه تعيين كننده¬ي خواص مكانيكي هستند دما و زمان مي¬باشد.

تحقيقات در زمينه توليد مواد جديد و فناوري¬هاي مرتبط با توليد آنها يكي از موضوعات اصلي دانشگاه¬ها و شركتهاي توليدي مطرح دنياست. بديهي است كه همزمان با ظهور ايده¬هاي جديد براي توليد مواد جديد، بايستي تجهيزات مرتبط با توليد آنها نيز طراحي و ساخته شوند. فولاد به عنوان يكي از فلزات پايه در توسعه سطح زندگي بشر همواره يكي از موضوعات اصلي تحقيقات در دنيا بوده و هست. امروزه با ظهور فناوري نانو، توسعه اين فناوري در فلزات پايه نيز مورد توجه قرار گرفته و به دنبال آن فولادها نيز تحت تاثير اين فناوري دستخوش تغييرات بسياري شده¬اند. يكي از صنايعي كه از فولادها بسيار استفاده مي¬كند، صنايع خودروسازي است. از جمله فولادهايي كه به دليل خواص بي¬نظيرشان مورد توجه خودروسازان قرار گرفته است، فولادهاي پيشرفته با استحكام بالاAHSS هستند. فولاد پايه آهن با تركيب Cr بين %4 تا %17، Ni بين %10 تا %14 ، Si بين % 2 تا 4%، B كمتر از %2 ، Al بين %1 تا %2 ، Mg بين %1 تا %2 ، Mo كمتر از %1 ، ميزان 0.5 تا 1% كربن ميزان باقيمانده آهن (به صورت متناسب با ساير تركيبات)، نوع پيشرفته و بهبود يافته نسل سوم فولادهاي پيشرفته با استحكام بالا مي¬باشد. براي توليد شمش آلياژ مورد نظر، از فرروآلياژ Fe-12wt%B استفاده شد. با توجه به اين كه فولاد از نسل سوم است؛ و همانطور كه در ابتدا ذكر شد، اين فولاد كربن ندارد. بنابراين نقش اصلي استحكام بخشي بر عهده فازهاي ديگري همچون فازهاي بورايد است. هر كدام از عناصر آلياژي به ميزاني كه ذكر شده است به منظور پايدار كردن فاز آستنيت و تشكيل فازهاي استحكام بخش استفاده شده است. جهت كاهش هدر رفتِ عنصر بور در توليد فرروآلياژ مذكور، ابتدا با استفاده از آسيا سياره¬اي بمدت زمان 10 ساعت و سرعت 250 دور بر دقيقه مخلوط پودر توليد و پس از پرس نمودن، عمليات ذوب در كوره ذوب تحت خلاء و ريخته¬گري تحت فشار (VPC) انجام شد. خلاء محفظه در ابتدا توسط دو پمپ روتاري و نفوذي بهmbar 4-10×1/4 و پس از تزريق گاز آرگون با خلوص999/99 جهت جلوگيري از بخار عنصر بور و كاهش هدر رفت بهbar 5 رسيد. پس از آلياژ شدن مخلوط پودري پرس شده، بمنظور سرباره شدن آخال و ناخالصي¬ها و همچنين عدم انحلال گاز آرگون، توان القايي حذف و محفظه تحت خلاء قرار گرفت. جهت دخيل كردن سرعت انجماد بر خواص مكانيكي و تغييرات ريزساختاري آلياژ ، ريخته¬گري در كوره VPC و در قالب آبگرد مسي انجام شد. ابعاد قالب آبگرد مسي با ابعادcm3 10×10×5 سانتيمتر بود. پس از ريخته¬گري عمليات حرارتي در دماي 600 درجه سانتي گراد به مدت 3 ساعت بر روي نمونه¬ ريختگي انجام شد. عمليات نورد داغ به ميزان كاهش 75 درصدي ضخامت در محدوده دماي 950 تا 1050 درجه سانتي گراد و همچنين عمليات نورد داغ به ميزان 50 درصد كاهش ضخامت به همراه نورد سرد با 50 درصد كاهش ضخامت نيز از عمليات¬هاي تكميلي انجام شده بر نمونه¬ها مي¬باشد. سپس بر روي نمونه¬هاي نورد شده عمليات حرارتي انجام شد. فولاد حاصل فولادي بسيار مستحكم با چقرمگي و شكل پذيري بسيار بالا در عين سبكي است.

تحقيقات در زمينه توليد مواد جديد و دست¬يابي به فناوري¬هاي مرتبط با مسير توليدي آنها، يكي از موضوعات اصلي دانشگاه¬ها و شركت¬هاي توليدي مطرح دنيا مي¬باشد. فولاد به عنوان يكي از فلزات پايه در توسعه سطح زندگي بشر همواره يكي از موضوعات اصلي تحقيقات در دنيا بوده و هست. از صنايعي كه از فولادها بسيار استفاده مي¬كند، صنايع خودروسازي، كشتي¬سازي و نظامي است. از جمله فولادهايي كه به دليل خواص بي¬نظيرشان مورد توجه صنايع مذكور قرار گرفته است، فولادهاي پيشرفته با استحكام بالاAHSS هستند. گروه فولادهاي پايه آهن با تركيب Cr بين %2 تا %17، Ni بين %0 تا كمتر از %14 ، Si بين % 1 تا كمتر از 4%، B كمتر از %1 ، C كمتر از %1 ، Al بين %1 تا كمتر از %3 ، Mn بين %0 تا كمتر از %15 ، Cu كمتر از %3 و ميزان باقيمانده آهن (به صورت متناسب با ساير تركيبات)، نوع پيشرفته و بهبود يافته و بهتر از نسل سوم فولادهاي پيشرفته با استحكام بالا مي¬باشد. براي توليد شمش آلياژ مورد نظر، از فروآلياژهاي Fe-12wt%B و Fe-6.6wt%C استفاده شد. نقش اصلي استحكام بخشي بر عهده فازهاي مارتنزيتي، آستنيت باقيمانده، آستنيت بازگشت شده و همچنين در مواردي فازهاي كاربيدي/كربوبرايدي است. هر كدام از عناصر آلياژي به ميزاني كه ذكر شده است به منظور پايدار كردن فازهاي مارتنزيت، آستنيت و تشكيل فازهاي استحكام بخش استفاده شده است. جهت كاهش هدر رفتِ عنصر بور و منگنز از عمليات ذوب در كوره ذوب تحت خلاء و ريخته¬گري تحت فشار استفاده شد. خلاء محفظه در ابتدا بهmbar 2-10×1/4 و پس از تزريق گاز آرگون و جهت جلوگيري از بخار عنصر بور و منگنز و كاهش هدر رفت بهbar 5 رسيد. سپس آلياژها در قالب آبگرد مسي با ضخامت 20 ميليمتر ريخته¬گري شد. پس از ريخته¬گري، عمليات حرارتي همگن سازي در دماي 1100 درجه سانتي گراد به مدت 4 ساعت بر روي نمونه¬ ريختگي انجام شد. عمليات نورد داغ به ميزان كاهش بيش از 80 درصدي ضخامت در محدوده دماي 900 تا 1100 درجه سانتي گراد و همچنين عمليات نورد داغ به ميزان بيش از 70 درصد كاهش ضخامت به همراه نورد سرد با بيش از 30 درصد كاهش ضخامت و همچنين عمليات نورد داغ به ميزان بيش از 70 درصد كاهش ضخامت به همراه نورد گرم در دماي 450 درجه سانتي گراد با بيش از 30 درصد كاهش ضخامت انجام شد. در ادامه از عمليات¬ حرارتي نيز استفاده گرديد. گروه فولادهاي