مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

ساخت نانوکامپوزیت CK45/RGO با استفاده از بازیافت تراشه‌های ماشینکاری و زینترینگ پلاسمای اسپارک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
چکیده
رویکردهای بازیافت به عنوان موضوعات جذاب و پایدار برای ایمنی زیست محیطی در حال ظهور هستند. تراشه های ماشینکاری امکان استفاده مجدد را در پایدارتر و مسیرهای تولید مقرون به صرفه، مانند تولید پودر از ضایعات آسیاب شده برای تولید مواد افزودنی بازیافت مواد عملی مانند فولاد با هزینه های پردازش پایین، ترکیبی از مزیت های اقتصادی و مهندسی، یک تقاضای حیاتی برای طراحی اجزای پایدارتر و قابل اعتمادتر برای هوا و فضا است. صنایع خودروسازی مطالعه حاضر از فولاد CK45 برای بازیافت و توسط تولید ضایعات ماشینکاری در یک چرخه حلقه بسته، ترکیبی منحصر به فرد را به دست می آورد از خواص مواد کامپوزیت های تولید شده حاوی 0.1 درصد و 0.2 درصد وزن هستند درصد اکسید گرافن احیا شده با استفاده از تف جوشی پلاسمای جرقه ای ساخته می شود.
آنها تحت آزمایش سختی، فشرده سازی، سایش و خوردگی و همچنین اسکن قرار می گیرند میکروسکوپ الکترونی (SEM) و تجزیه و تحلیل XRD برای توصیف جامع. تست های سختی و سایش نشان می دهد که این مواد زائد دارای سختی مناسبی هستند برای استفاده در قطعه سازی برای صنایعی که در آنها سختی و مقاومت در برابر سایش از عوامل مهم در شرایط سرویس است. نتایج سختی و سایش بررسی ها حاکی از افزایش 140 واحدی سختی و کاهش وزن است 18 میلی گرم در نمونه های تولید شده نسبت به نمونه ریختگی.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

 [1] Puleo R, Latif A, Ingarao G, Di Lorenzo R and Fratini L, Solid bonding criteria design for aluminum chips recycling through Friction Stir Consolidation, Journal of Materials Processing Technology. 2023; 319: 118080.
[2] Beck S.C, Williamson C.J, Kinser R.P, Rutherford B.A, Williams M.B, Phillips B.J, Doherty K.J, Allison P. G and Jordon J.B, Examination of microstructure and mechanical properties of direct additive recycling for AlMg-Mn alloy Machine chip waste, Materials & Design. 2023; 228: 111733.
[3] Bhatta G, Valladares L, Liu X, Ma Z, Domínguez A.B, Moreno N.O, Suarez S.E, Barnes C.H.W, Zhang D, Microstructure and mechanical properties of solid state recycled 4Cr5MoSiV (H11) steel prepared by powder metallurgy, Res. Mater. 2021; 100184.
[4] Santos R.F, Farinha A.R, Rocha R, Batista C, Costa Rodrigues G, Vieira M.T, High-speed machining tool-steel chips as an outstanding raw material for indirect additive manufacturing? Results in Materials. 2021; 11: 100207.
[5] Hahn E.N, Meyers M.A, Grain-size dependent mechanical behavior of nanocrystalline metals. Mat Sci Eng A-Struct. 2015; 646: 101–134.
[6] Sedehi S.M.R, Khosravi M, Yaghoubinezhad Y, Mechanical properties and microstructures of reduced graphene oxide reinforced titanium matrix composites produced by spark plasma sintering and simple shear extrusion. Ceramics International. 2021; 47(23): 33180-33190.
[7] Dhanasekaran S, Gnanamoorthy R, Abrasive wear behavior of sintered steels prepared with MoS2 addition. Wear. 2007; 262(5-6): 617-623.
[8] Hortenhuber A, PM camshaft technology, Met Powder Rep. 1992; 47(1): 16-19.
[9] Babakhani A, Haerian A, Ghambri M, Effect of heat treatment, lubricant and sintering temperature on dry sliding wear behavior of medium alloyed chromium PM steels, Journal of Materials Processing Technology. 2008; 204(1-3): 192-198.
[10] Hausner H.H, Mal K, Handbook of Powder Metallurgy, New York: Chemical Publications; 1982.
[11] Danninger H, Spoljaric D, Weiss B, Microstructural features limiting the performance of PM steels, International Journal of Powder Metallurgy. 1997; 33(4): 43-53.
[12] Lim S.C, Lim C.Y.H, Lee K.S, The effects of machining conditions on the flank wear of TiN-coated high speed steel tool inserts. Wear. 2002; 181-183(2): 901-912. 
 [13] Khorsand H, Habibi S.M, Yoozbashizadea H, Jang  horban K, Reihani S.M.S, Rahmani Seraji H, Ashtari M, The role of heat treatment on wear behavior of powder metallurgy low alloy steels. Materials and Design. 2002; 23(7): 667-670. 
 [14] Balandin A.A, Ghosh S, Bao W, Calizo I, Teweldebrhan D, Miao F, et al. Superior thermal conductivity of single-layer graphene. Nano Lett. 2008; 8(3): 902-907.
[15] Novoselov K.S, Geim A.K, Morozov S.V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S.V, et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science. 2004; 306(5696): 666-669.
[16] Lee C, Wei X, Kysar J.W, Hone J, Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene, Science. 2008; 321(5887): 385-388.
[17] Liu L, Zhou M, Jin L, Li L, Mo Y, Su G, et al. Recent advances in friction and lubrication of graphene and other 2D materials: Mechanisms and applications, Tribol Int. 2019; 7:199-216.
[18] Hummers Jr W.S, Offeman R.E, Preparation of graphitic oxide, J Am Chem Soc. 1958; 80(6): 1339.
[19] Jia H, Xu J, Lu L, Yu Y, Zuo Y, Tian Q, et al. Three-dimensional Au nanoparticles/nano-poly (3,4-ethylene dioxythiophene)-graphene aerogel nanocomposite: a high-performance electrochemical immunosensing platform for prostate specific antigen detection, Sensor Actuator B Chem. 2018; 260: 990-997.
[20] Langdon T.G, The processing of ultrafine-grained materials through the application of severe plastic deformation. J Mater Sci. 2007; 42: 3388-3397.
[21] Liu J, Liang C, Microstructure characterization and mechanical properties of bulk nanocrystalline aluminium prepared by SPS and followed by high-temperature extruded techniques, Materials Letters. 2017; 206: 95-99.
[22] Sergueeva A.V, Stolyarov V, Valiev R, Mukherjee A.K, Advanced Mechanical Properties of Pure Titanium with Ultrafine Grained Structure, Scripta Materialia. 2001; 45(7): 747-752.
[23] Phaniraj M.P, Prasad M.J.N.V, Chokshi A.H, GrainSize Distribution Effects in Plastic Flow and Failure, Materials Science and Engineering: A. 2007; 463(1-2): 231-237.
[24] Torabzadeh H, Faraji G, A Review of the Production of Ultrafine Grained and Nanograined Metals by Applying Severe Plastic Deformation. Modares Mechanical Engineering. 2016; 16(6): 271-282.
[25] Taheridoustabad I, Khosravi M, Yaghoubinezhad Y, Fabrication of GO/RGO/TiC/TiB2 nanocomposite coating on Ti–6Al–4V alloy using electrical discharge coating and exploring its tribological properties, Tribology International. 2021; 156: 106860.
[26] Cheng L, Liu C, Han D, Ma S, Guo W, Cai H, et al. Effect of graphene on corrosion resistance of waterborne inorganic zinc-rich coatings, Journal of Alloys and Compounds. 2019; 774: 255-264.
[27] Zhang Y, Chen F, Zhang Y, Du C, Influence of graphene oxide additive on the tribological and electrochemical corrosion properties of a PEO coating prepared on AZ31 magnesium alloy. Tribology International. 2020; 146: 106135.