دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Improvement of Electrochemical Behavior of Nitinol by Hydroxyapatite–Tantalum Oxide Coating Fabricated via Electrophoretic Deposition for Biomedical Applications بهبود رفتار الکتروشیمیایی آلیاژ نایتینول با اعمال پوشش هیدروکسی‌آپاتیت-اکسید تانتالم به روش الکتروفورتیک برای کاربردهای زیست‌پزشکی 1 22 3709 10.47176/jame.46.1.1141 FA نازیلا هوراندقدیم پژوهشکده مواد پیشرفته، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران و دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران 0000-0002-5878-8211 جعفر خلیل علافی پژوهشکده مواد پیشرفته، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران و دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران 0000-0002-3291-753X Journal Article 2025 07 30 <strong>Introduction and Objectives:</strong> The widespread application of NiTi alloys in biomedical implants is constrained by the release of nickel ions, which may provoke allergic responses and carcinogenic risks. Employing biocompatible hydroxyapatite composite coatings offers a promising approach to suppress nickel ion leaching and improve the electrochemical performance of NiTi alloys. This study focuses on assessing how varying the concentration of a secondary phase within the composite affects the coating’s composition, microstructure, and the overall electrochemical behavior of the substrate.<br><strong>Materials and Methods:</strong> Hydroxyapatite–tantalum oxide composite coatings were produced on NiTi substrates via the electrophoretic deposition method. Tantalum oxide was introduced into the hydroxyapatite nanoparticle suspension at concentrations of 10, 15, and 20 wt.%. All coated samples were sintered at 800 °C for one hour under vacuum conditions.<br><strong>Results: </strong>Experimental findings, based on nickel ion release measurements, potentiodynamic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy, clearly demonstrate that increasing the content of the secondary phase within the composite significantly enhances the corrosion resistance of the underlying NiTi substrate. The positive effect of the secondary phase on the adhesion strength of hydroxyapatite coating to NiTi was assessed using a tensile test.<br><strong>Conclusion: </strong>Engineering composite coatings with dense structural characteristics, designed to restrict the ingress of environmental corrosive species and to block nickel ion diffusion, presents a robust strategy for the safe and durable utilization of NiTi alloys in biomedical applications. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>رهایش یون‌های نیکل از آلیاژ نیکل-تیتانیم که باعث بیماری‌های حساسیت‌زا و سرطان می‌شود، کاربرد آن را به‌عنوان کاشتنی در بدن محدود می‌سازد. اعمال پوشش‌های کامپوزیتی هیدروکسی‌آپاتیت زیست‌سازگار، یک رویکرد مؤثر در کنترل رهایش یون نیکل و بهبود رفتار الکتروشیمیایی آلیاژ است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تأثیر غلظت‌های مختلف فاز ثانویه کامپوزیتی روی ترکیب و ریزساختار پوشش و ازطرفی رفتار الکتروشیمیایی زیرلایه است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> در تحقیق حاضر، پوشش‌‌های کامپوزیتی هیدروکسی‌‌آپاتیت-اکسید تانتالم با استفاده از روش رسوب‌‌دهی الکتروفورتیک روی سطح زیرلایه‌ نیکل-تیتانیم ایجاد شدند. غلظت‌‌های 10، 15 و 20 درصد وزنی از اکسید تانتالم به سوسپانسیون نانوذرات هیدروکسی‌‌آپاتیت اضافه شد. تف‌‌جوشی نمونه‌‌ها، در دمای <span dir="ltr">800 ^°C</span> و به مدت یک ساعت در کوره‌ خلاء انجام گرفت.<br><strong>یافته‌ها: </strong>تأثیر مثبت افزایش فاز ثانویه داخل پوشش کامپوزیتی روی استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه، با آزمون کشش و مقاومت به خوردگی زیرلایه، با آزمون‌‌های رهایش نیکل، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف‌‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی تأیید گردید.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>ایجاد پوشش با ساختارهای متراکم با هدف کاهش نفوذ یون‌های خورنده محیط به زیرلایه و مسدودشدن مسیر خروج یون‌‌های نیکل، یک روش عملی برای کاربرد نیکل-تیتانیم در کاربردهای زیست‌پزشکی است. https://jame.iut.ac.ir/article_3709_56db57b4db0a6fcb7f9e0c0b504f6472.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Effect of Annealing Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Ti-6242 Alloy Fabricated by Laser Powder Bed Fusion Method تاثیر عملیات‌حرارتی بازپخت بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ Ti-6242 ساخته‌شده به‌روش ذوب بستر پودر با لیزر 23 46 3710 10.47176/jame.46.1.1147 FA امیرحسین امامی قلعه ‌قاسمی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0009-0004-4170-5979 ابوالفضل آزادی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران بهزاد نیرومند دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-4988-0753 عبدالله صبوری دانشکده مدیریت و مهندسی تولید، دانشگاه پلی تکنیک تورین، تورین، ایتالیا 0000-0001-7135-1316 Journal Article 2025 08 25 <strong>Introduction and Objectives: </strong>Ti-6242 alloy is highly regarded in additive manufacturing due to its excellent thermal resistance. Titanium laser-based additively manufactured components, however, often require post-heat treatments because of their high solidification rate and formation of undesirable phases. The aim of this study is to investigate the effects of annealing heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Ti-6242 specimens fabricated by laser powder bed fusion method.<br><strong>Materials and Methods:</strong> Annealing heat treatments were conducted at three temperatures of 950, 1005, and 1050 ℃ for holding times of 1, 3, 5, and 7 hours. The resulting microstructure, phase composition, and mechanical properties were characterized using optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and shear punch testing.<br><strong>Results: </strong>The as-built microstructure consisted of columnar primary β grains with colonies of metastable martensitic α′. Heat treatment led to decomposition of α′ and formation of more stable α and β phases. At 1005 and 1050 °C, the microstructure transformed from columnar to equiaxed, whereas at 950 °C, the columnar structure was retained. Williamson–Hall plots obtained from XRD patterns revealed a reduction in the lattice microstrain of heat treated samples compared with the as-built one. The applied heat treatment, improved both ultimate shear strength and ductility of the samples. The highest ultimate shear strength (761 MPa) and normalized displacement (0.638) were achieved at 1005 °C.<br><strong>Conclusion:</strong> Appropriate heat treatment leads to a more stable microstructure, reduction in lattice microstrain, and transformation of the columnar structure to an equiaxed one. This process could simultaneously enhance the ultimate shear strength and ductility compared to the as-built sample. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> آلیاژ Ti-6242 به‌دلیل مقاومت حرارتی بالا، در حوزه ساخت افزایشی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بااین‌حال، قطعات تولیدشده از این آلیاژ به‌روش‌های ساخت افزایشی برپایه لیزر، به‌دلیل سرعت انجماد بالا و تشکیل فازهای ناخواسته، نیازمند عملیات‌حرارتی تکمیلی هستند. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر عملیات‌حرارتی بازپخت بر ریزساختار و خواص نمونه‌های ساخته‌شده از این آلیاژ به‌روش ذوب بستر پودر با لیزر است. <br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> عملیات‌حرارتی بازپخت در سه دمای 950، 1005 و <span dir="ltr">1050°C</span> به‌مدت زمان‌های‌ 1، 3، 5 و 7 ساعت انجام و ریزساختار، نوع فازها و خواص مکانیکی آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی، پراش پرتو ایکس و آزمون پانچ برشی ارزیابی شد.<br><strong>یافته‌ها: </strong>ریزساختار اولیه شامل دانه‌های ستونی β اولیه با پرگنه‌های ά بود. عملیات‌حرارتی باعث تشکیل فازهای پایدارتر α و β، به‌جای فاز شبه‌پایدار ά شد. در دماهای 1005 و <span dir="ltr">1050°C</span>، ریزساختار از حالت ستونی به هم‌محور تغییر یافت؛ درحالی‌که در دمای <span dir="ltr">950°C</span> حالت ستونی ساختار حفظ شد. نمودارهای ویلیام‌سون-هال، کاهش ریزکرنش شبکه‌ را در نمونه‌های عملیات‌حرارتی‌شده نشان دادند. عملیات‌حرارتی‌ اعمال‌شده، استحکام برشی نهایی و انعطاف‌پذیری نمونه‌ها را به‌طور همزمان افزایش داد. بیشترین استحکام برشی نهایی (<span dir="ltr">761 MPa</span>) و جابه‌جایی نرمال‌شده (0/0638)، با عملیات حرارتی در دمای <span dir="ltr">1005°C</span> حاصل شد.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>عملیات‌حرارتی مناسب موجب پایداری ریزساختار، کاهش ریزکرنش شبکه و تبدیل ساختار ستونی به هم‌محور می‌شود. عملیات‌حرارتی می‌تواند به‌طور همزمان منجر به افزایش استحکام نهایی برشی و انعطاف‌پذیری نسبت به نمونه اولیه شود. https://jame.iut.ac.ir/article_3710_5505712229fb1eb500efadddc0353264.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Effect of Chill Modification and Friction Stir Processing on Corrosion Behavior of Zn-0.3Mg Biodegradable Alloy تاثیر بهسازی تبریدی و فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار خوردگی آلیاژ زیست‌تخریب‌پذیر Zn-0.3Mg 47 65 3799 10.47176/jame.46.1.1200 FA سارا علیدادی گروه مهندسی مواد، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران رضا تقی‌آبادی گروه مهندسی مواد، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران 0000-0001-6602-8776 مرتضی ثقفی یزدی گروه مهندسی مواد، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران 0000-0001-6295-1539 Journal Article 2026 05 23 <strong>Introduction and Objectives: </strong>Due to the negative impact of increasing Mg content on the ductility and toughness of Zn-Mg alloys, the use of dilute forms of these alloys has recently become more widespread. In this study, the effect of chill modification and friction stir processing (FSP) on the microstructure and corrosion behavior of dilute Zn-0.3Mg alloy were studied.<br><strong>Materials and Methods:</strong> The FSP was performed using a simple cylindrical tool under rotation speed of 1600 rpm and travel speed of 12 mm/min on solidified alloy at a cooling rate of 4.1 °C/s. To investigate the effect of chill modification, the solidification rate was increased from 4.1 to 14.7 °C/s. Tafel polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) experiments were performed in simulated body fluid (SBF).<br><strong>Results: </strong>The Tafel polarization test results indicated that the corrosion current densities of the chill-modified alloy (20.9 µA/cm²) and friction stir processed alloy (19.6 µA/cm²) are lower than that of the as-cast alloy (38.8 µA/cm²) by about 46 and 49%, respectively. The EIS also implied increasing corrosion resistance of the as-cast alloy from about 50 Ω to 85 Ω and 1.5 kΩ in the chill modified and friction stir processed samples, respectively. <br><strong>Conclusion: </strong>Due to the ultrafine and homogenous distribution of Mg₂Zn₁₁ particles and development of ultrafine grains (increasing the grain boundary density), the surface of the processed samples (especially the friction stir processed ones) are covered by a continuous and compacted layer composed of corrosion products causing improved corrosion resistance of Zn-0.3Mg alloy. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>به دلیل تاثیر منفی افزایش غلظت منیزیم روی انعطاف‌پذیری و چقرمگی آلیاژهای Zn-Mg، اخیرا استفاده از انواع رقیق این آلیاژها گسترش یافته است. در تحقیق حاضر، تاثیر بهسازی تبریدی و فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بر ریزساختار و رفتار خوردگی آلیاژ رقیق Zn-0.3Mg بررسی شده است.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>فرآوری اصطکاکی اغتشاشی با استفاده از یک ابزار استوانه‌ای ساده تحت سرعت چرخش 1600 دور بر دقیقه و پیشروی 12 میلی‌متر بر دقیقه روی آلیاژ Zn-0.3Mg منجمد شده تحت سرعت 4/1 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه انجام شد. برای بررسی تاثیر بهسازی تبریدی، نرخ انجماد از 4/1 به 14/7 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه افزایش یافت. آزمایش‌های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول شبیه‌ساز بدن انجام شدند.<br><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج آزمون پلاریزاسیون تافل نشان داد که دانسیته جریان های خوردگی آلیاژ‍‍‍ بهسازی تبریدی (20/9 میکروآمپر بر سانتی‌متر مربع) و آلیاژ فرآوری اصطکاکی اغتشاشی‌شده (19/6 میکرو‌آمپر بر سانتی‌متر مربع)، به‌ترتیب حدود 46 و 49 درصد کمتر از آلیاژ ریختگی (38/8 میکروآمپر بر سانتی‌متر ‌مربع) است. همچنین نتایج آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی موید افزایش مقاومت به خوردگی آلیاژ ریختگی از حدود 50 اهم به 85 اهم و 1/5 کیلواهم به‌ترتیب در نمونه‌های بهسازی تبریدی و فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بود. <br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> به دلیل توزیع ظریف و یکنواخت ذرات Mg₂Zn₁₁ و توسعه دانه‌های فوق ریز (افزایش چگالی مرزهای دانه)، سطح نمونه‌های فرآوری‌شده (به‌ویژه نمونه فرآوری اصطکاکی اغتشاشی‌شده) توسط لایه‌ای محافظ و متراکم متشکل از محصولات خوردگی پوشیده شده و موجب بهبود مقاومت به خوردگی آلیاژ Zn-0.3Mg می‌شود. https://jame.iut.ac.ir/article_3799_58521e4e2bd3d4b988cbd17d7365df3c.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Over-Temperature Degradation of CVD Germanium-Modified Aluminide Coatings on Hastelloy X at 1400 °C بررسی تخریب فرادمایی پوشش‌های آلومینایدی اصلاح‌شده با ژرمانیوم به روش رسوب‌دهی شیمیایی بخار بر آلیاژ هستلوی X در ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد 67 83 3800 10.47176/jame.46.1.1196 FA رضا اعتمادی کفاش گروه مهندسی مواد، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران محمدجواد اشراقی گروه مهندسی مواد، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران 0000-0001-9432-3596 کیوان اسدیان گروه مهندسی مواد، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران 0000-0003-2532-7694 سیدمحمدمهدی هادوی پژوهشکده نیمه هادی‌ها، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران 0000-0002-0078-8104 Journal Article 2026 05 26 <strong>Introduction and Objectives: </strong>This study redefines the 1400 °C experiment as an over-temperature degradation test rather than a conventional service-temperature oxidation test, and evaluates the microstructural stability limit of conventional and germanium-modified aluminide coatings on Hastelloy X.<br><strong>Materials and Methods: </strong>Ge-containing precursor layers were produced by CVD using 600 °C/4 h and 900 °C/2 h routes, followed by CVD aluminizing at 1020 °C for 3 h. The coated specimens were exposed at 1400 °C for 55 h and then characterized by mass-change measurement, cross-sectional BSE observations, semi-quantitative EDS, elemental mapping, and XRD. <br>Results: In the available dataset, ‎Al‎ and Ge900-Al showed net mass changes of -0.09687 and -0.09421 mg/cm², respectively, whereas Ge600-Al retained a positive net mass change of +0.05971 mg/cm². Ge900-Al showed clearer XRD evidence of retained β-NiAl, while Ge600-Al showed the most favorable mass-change response within the present 55 h window. <br><strong>Conclusion: </strong>The results should be interpreted as a short-window over-temperature degradation response. The behavior of the coatings is controlled not only by Ge addition but also by the initial coating architecture, the continuity of Ge/Cr-bearing barrier-like regions, and the relative retention of β-NiAl. Because the test temperature exceeds the nominal melting range of Hastelloy X, the results are not intended to represent normal service oxidation behavior. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>در این پژوهش، آزمون ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد به‌عنوان آزمون تخریب فرادمایی و نه آزمون شرایط سرویس عادی بازتعریف شد. هدف، مقایسه پاسخ تخریبی سه پوشش آلومینایدی شامل پوشش مرجع و دو پوشش اصلاح‌شده با ژرمانیوم بر آلیاژ هستلوی ایکس بود. <br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>لایه‌های پیش‌ساز ژرمانیوم در دو مسیر ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد به‌مدت چهار ساعت و ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد به‌مدت دو ساعت ایجاد شدند و سپس آلومینایزینگ در دمای ۱۰۲۰ درجه سانتی‌گراد به‌مدت سه ساعت انجام شد. پس از آزمون فرادمایی، تغییر جرم، ریزساختار مقطعی، آنالیز عنصری نیمه‌کمی، نقشه‌برداری عنصری و پراش پرتو ایکس بررسی شد.<br><strong>یافته‌ها:</strong> پس از ۵۵ ساعت آزمون فرادمایی، تغییر جرم پوشش آلومینایدی مرجع ‎Al‎ برابر با <span dir="ltr">-0/09687 mg/cm²‎</span> و تغییر جرم پوشش اصلاح‌شده Ge900-Al برابر با <span dir="ltr">-0/09421 mg/cm²‎</span> بود؛ در‌حالی‌که پوشش اصلاح‌شده Ge600-Al تغییر جرم <span dir="ltr">+0/05971 mg/cm²‎</span> را حفظ کرد. همچنین، Ge900-Al در مقایسه با دو نمونه دیگر شواهد روشن‌تری از بقای نسبی فاز بتا آلومیناید نیکل‎ نشان داد.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>نتایج نشان داد که رفتار پوشش‌ها در این آزمون مرزی، تنها تابع حضور ژرمانیوم نیست و به معماری اولیه پوشش، پیوستگی نواحی موثر بر درهم نفوذی و بقای فاز بتا آلومیناید نیکل وابسته است. این نتایج باید با توجه به ماهیت فرادمایی آزمون و محدودیت داده‌های موجود تفسیر شوند. https://jame.iut.ac.ir/article_3800_63c6598e9ddd2961e7dfa4d4eb8144a1.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Comparison of the Effect of Al-5Zr Inoculant on the Microstructure of Al-13.8wt.% Mg₂Si Eutectic Alloy by Gravity and Centrifugal Casting Methods مقایسه تأثیر جوانه‌زای Al-5Zr بر ریزساختار آلیاژ یوتکتیک Al-13.8wt.%Mg2Si در ریخته‌گری ثقلی و گریز از مرکز 85 96 3801 10.47176/jame.46.1.1208 FA معصومه غایب‌لو گروه مهندسی مواد، دانشگاه بناب، بناب، ایران 0000-0001-6211-7253 احد صمدی پژوهشکده مواد پیشرفته ایران، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2026 06 15 <strong>Introduction and Objectives: </strong>Functionally graded materials are an advanced class of composites which their microstructure change continuously in a specific direction. The main purpose of this paper is to study the microstructure of the Al-13.8 wt.% Mg₂Si eutectic alloy produced by centrifugal and gravity casting methods and comparison the effect of addition of Al-5Zr inoculant on the changes in their casting microstructure.<br><strong>Materials and methods:</strong> In this research, with gravity and centrifugal casting of Al-13.8wt.% Mg₂Si alloy and adding an appropriate amount of Al-5Zr inoculant, microstructural changes in the radial direction of the casting cylinder were compared with gravity casting samples. The chemical composition and microstructural characteristics of the samples were studied using energy-dispersive X-ray spectroscopy and optical microscopy, respectively. <br><strong>Results: </strong>The microstructure of the centrifugally cast Al-5Zr inoculant-free cylinder exhibited columnar Al/Mg₂Si eutectic cells along the radial direction, accompanied with an accumulation of primary Mg₂Si particles in the inner layer of the cylinder. Upon the addition of Al-5Zr inoculant, the morphology of Mg₂Si secondary phases changed from cubic to Chinese script shape. However, the microstructure of the conventional gravity casting sample containing and without zirconium showed Al/Mg₂Si eutectic cells without a specific targeted distribution, an accumulation of primary and light Mg₂Si particles in the upper layer of the casting cylinder, which is due to the separation of these particles against the upward direction of gravity.<br><strong>Conclusion: </strong>The microstructure of the cast cylinder processed by centrifugal casting containing Al-5Zr inoculant showed a targeted distribution of Al/Mg₂Si eutectic cells and aggregation and reduction in the size of Mg₂Si particles in the inner radial layer of the cast cylinder. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>مواد هدفمند، خانواده پیشرفته‌ای از کامپوزیت‌ها هستند که ریزساختار آن‌ها به‌طور پیوسته در امتداد خاصی تغییر می‌کند. هدف اصلی این مقاله، مطالعه ریزساختار آلیاژ یوتکتیک Al-13.8 wt.% Mg₂Si فراوری‌شده با ریخته‌گری گریز از مرکز و ریخته‌گری ثقلی و مقایسه تاثیر افزودن جوانه‌زای Al-5Zr بر تغییرات ریزساختار ریختگی آن‌ها است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> در این تحقیق با ریخته‌گری ثقلی و گریز از مرکز آلیاژ Al-13.8wt.%Mg₂Si و افزودن مقدار مناسبی از جوانه‌زای Al-5Zr، تغییرات ریزساختار در جهت شعاعی استوانه‌ ریختگی با نمونه‌های ریخته‌گری ثقلی مورد مقایسه قرار گرفت. ترکیب شیمیایی و ریزساختار نمونه‌ها، به‌ترتیب با استفاده از طیف‌سنجی توزیع انرژی اشعه ایکس و میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت.<br><strong>یافته‌ها: </strong>ریزساختار استوانه ریخته‌گری گریز از مرکز بدون جوانه‌زای Al-5Zr، سلول‌های یوتکتیک ستونی Al/Mg₂Si را در جهت شعاعی و تجمع ذرات اولیه Mg₂Si را در لایه داخلی نشان داد. در نمونه دارای جوانه‌زای Al-5Zr، مورفولوژی فازهای ثانویه Mg₂Si از شکل مکعبی به شکل حروف چینی تغییر یافت. اما ریزساختار نمونه ریخته‌گری ثقلی مرسوم حاوی زیرکونیوم و فاقد آن، سلول‌های یوتکتیک Al/Mg₂Si بدون توزیع هدفمند مشخص، تجمعی از ذرات اولیه و سبک Mg₂Si را در لایه بالایی استوانه ریختگی نشان داد که ناشی از جدایش این ذرات در خلاف جهت نیروی جاذبه به‌سمت بالا می‌باشد.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> ریزساختار استوانه‌ ریختگی فراوری‌شده با ریخته‌گری گریز از مرکز حاوی جوانه‌زای Al-5Zr، توزیع هدفمندی از سلول‌های یوتکتیکی Al/Mg₂Si و تجمع و کاهش اندازه ذرات Mg₂Si را در لایه شعاعی داخلی استوانه ریختگی نشان داد. https://jame.iut.ac.ir/article_3801_95323660ed2124450caaac2c46b5ed90.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Improving the Wear Resistance of FeCrCoNiMnTix High-Entropy Alloys Coatings via In-Situ Formation of Ti-Rich Carbides During Spark Plasma Sintering Process بهبود مقاومت به سایش در پوشش‌های آلیاژهای انتروپی بالا FeCrCoNiMnTix از طریق تشکیل درجا کاربیدهای غنی از تیتانیوم در طول فرایند تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای 97 112 3809 10.47176/jame.46.1.1198 FA محسن علی‌زاده دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران 0000-0002-8781-479X سعیدرضا بخشی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران 0000-0002-1077-3475 محمدرضا دهنوی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران غلام‌حسین برهانی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران Journal Article 2026 06 06 <strong>Introduction and Objectives: </strong>This study investigates the wear behavior of FeCrCoNiMnTi_x high-entropy alloy coatings deposited on AISI 431 martensitic stainless steel. <br><strong>Materials and Methods: </strong>The alloy powders were prepared via mechanical alloying in a planetary ball mill under an argon atmosphere. To evaluate their wear resistance, the synthesized powders were applied as coatings using the spark plasma sintering technique. Comprehensive analyses, including X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy, revealed that the addition of Ti induces a microstructural transition from a dominant FCC phase to a BCC-rich structure and facilitates the formation of Laves intermetallic phases. Microhardness measurements and pin-on-disk wear test were employed to assess the wear behavior. <br><strong>Results: </strong>The results strongly suggest that TiC formed in situ during the SPS process due to the interaction between Ti and carbon. This, combined with solid solution strengthening and the formation of intermetallic phases, resulted in an increase in hardness up to 1030 HV0.05 for the FeCrCoNiMnTi composition. Wear test results indicated that the best performance was achieved by the FeCrCoNiMnTi composition, with a wear rate of approximately 3.78 × 10⁻⁵ mm³/N.m, which is nearly four times lower than that of the AISI 431 stainless steel. <br><strong>Conclusion:</strong> This improvement is attributed to the synergistic strengthening effects of the BCC matrix, laves intermetallic phases, and the in-situ formed carbides. The findings of this research suggest that FeCrCoNiMnTi high-entropy alloys are promising candidates for wear-resistant coatings and underscore the critical role of chemical composition design in engineering their structural and tribological properties. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>هدف از این پژوهش، بررسی رفتار سایشی پوشش آلیاژ آنتروپی بالای FeCrCoNiMnTi_x روی فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی AISI 431 است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> پودرهای آلیاژی، به روش آلیاژسازی مکانیکی در آسیاب سیاره‌ای و در محیط آرگون تهیه شدند. پودرهای حاصل از آلیاژسازی مکانیکی به‌منظور ارزیابی مقاومت به سایش، با استفاده از روش تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای به‌صورت پوشش اعمال شدند. آنالیزهای جامع با استفاده از پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان داد که افزودن تیتانیوم موجب گذار ریزساختار از حالت غالب FCC به ساختار غنی از BCC شده و تشکیل فاز بین‌فلزی لاوه را تسهیل می‌کند. همچنین جهت ارزیابی رفتار سایشی از آزمون‌های میکروسختی و سایش پین روی دیسک استفاده شد. <br><strong>یافته‌ها: </strong>در فرآیند تف‌جوشی SPS، به دلیل برهم‌کنش تیتانیوم با کربن، احتمال زیاد تشکیل کاربیدهای تیتانیوم به‌صورت درجا وجود دارد که در کنار استحکام‌بخشی محلول جامد و تشکیل فازهای بین‌فلزی، منجر به افزایش سختی تا <span dir="ltr">1030 HV0.05</span> در ترکیب FeCrCoNiMnTi شد. نتایج آزمون سایش نشان داد بهترین عملکرد مربوط به ترکیب FeCrCoNiMnTi با نرخ سایش حدود <span dir="ltr">3/78 × 10^-5 mm³/N.m</span> است که تقریبا چهار برابر کم‎تر از فولاد AISI 431 است.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> این بهبود به اثر هم‌افزای استحکام‌بخشی ناشی از زمینه BCC، فازهای بین‌فلزی لاوه و کاربیدهای تشکیل‌شده درجا نسبت داده می‌شود. نتایج این پژوهش بیان‎گر آن است که آلیاژهای انتروپی بالای FeCrCoNiMnTi، می‌توانند گزینه‌های امیدبخشی برای پوشش‌های مقاوم به سایش باشند و نقش حیاتی طراحی ترکیب شیمیایی در مهندسی خواص ساختاری و تریبولوژیکی آن‌ها را برجسته می‌سازند. https://jame.iut.ac.ir/article_3809_38ef4b66cb25e92abe4d594acb841471.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Analysis and Investigation of Environmental Conditions in Fiber Laser Drilling of Hastelloy X Superalloy Sheets تحلیل و بررسی شرایط محیطی در سوراخ‌کاری لیزری روی‌ ورق سوپرآلیاژ هستلوی ایکس با استفاده از لیزر فیبری 113 126 3808 10.47176/jame.46.1.1194 FA مصطفی قدیمی دفرازی مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران 0000-0002-7192-0336 مسعود برکت مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران رضا شجاع رضوی مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران و دانشکده مهندسی مکانیک، مواد و ساخت تولید، دانشکده علوم و مهندسی، دانشگاه ناتینگهام نینگبو، جمهوری خلق چین 0000-0002-8249-2963 علی خرم مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران محمد عرفان‌منش مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران 0000-0002-6077-0520 Journal Article 2026 04 21 <strong>Introduction and Objectives: </strong>Laser drilling is widely used in the aerospace, energy, and medical industries because of its high precision and ability to machine advanced materials. However, the formation of a recast layer, molten material redeposition, and deterioration of hole wall quality remain major challenges in nickel-based superalloys. This study investigated the effects of the processing environment and the application of a magnetic field on the morphological quality of laser-drilled holes in Hastelloy X superalloy using a fiber laser.<br><strong>Materials and Methods: </strong>Single-pulse laser drilling experiments were performed on 1-mm-thick Hastelloy X sheets under three processing conditions including argon shielding gas, argon shielding gas with distilled water, and argon shielding gas with distilled water under a magnetic field. The inlet, outlet, sidewall, and longitudinal cross-sectional morphologies of the holes were examined using scanning electron microscopy, while changes in chemical composition were analyzed by energy-dispersive X-ray spectroscopy. <br><strong>Results: </strong>The results showed that the processing environment significantly affected molten material behavior, recast layer formation, hole wall quality, and elemental distribution. The use of distilled water reduced molten material redeposition and improved hole wall uniformity. Furthermore, applying a magnetic field guided the molten material flow resulted in fewer surface discontinuities and a more uniform hole wall morphology. energy-dispersive X-ray spectroscopy analysis indicated that compositional changes were mainly confined to the regions adjacent to the hole, whereas the base metal exhibited no significant changes. <br><strong>Conclusion:</strong> The results of this research indicated that combined use of distilled water and a magnetic field improved the morphological quality of laser-drilled holes by controlling molten material behavior and reducing its redeposition. This approach can serve as an effective method for enhancing the quality of laser drilling in nickel-based superalloys for engineering applications. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> سوراخ‌کاری لیزری، به دلیل دقت و قابلیت ماشین‌کاری مواد پیشرفته، در صنایع هوافضا، انرژی و پزشکی کاربرد دارد. بااین‌حال، تشکیل لایه بازمنجمدشده، بازرسوب مذاب و کاهش کیفیت دیواره سوراخ، از مهم‌ترین چالش‌های این فرایند در سوپرآلیاژهای پایه نیکل است. در این پژوهش، تأثیر محیط فرایند و اعمال میدان مغناطیسی بر کیفیت ریخت‌شناسی سوراخ‌های هستلوی ایکس (X) با استفاده از لیزر فیبری بررسی شد.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>آزمایش‌های سوراخ‌کاری تک‌پالس روی ورق یک میلی‌متری سوپرآلیاژ هستلوی X، در سه شرایط شامل گاز محافظ آرگون، گاز محافظ همراه با آب مقطر و گاز محافظ همراه با آب مقطر تحت میدان مغناطیسی انجام شد. ریخت‌شناسی ورودی، خروجی، دیواره و مقطع طولی سوراخ‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی و تغییرات ترکیب شیمیایی با طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس ارزیابی شد.<br><strong>یافته‌ها: </strong>نتایج نشان داد شرایط محیطی فرایند بر رفتار مذاب، تشکیل لایه بازمنجمدشده، کیفیت دیواره سوراخ و توزیع عناصر تأثیرگذار است. استفاده از آب مقطر موجب کاهش بازرسوب مذاب و بهبود یکنواختی دیواره شد. همچنین، اعمال میدان مغناطیسی با هدایت جریان مذاب، ناپیوستگی‌های سطحی را کاهش داد و ریخت‌شناسی دیواره را یکنواخت‌تر کرد. نتایج طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس نیز نشان داد تغییرات ترکیب شیمیایی، عمدتا به نواحی مجاور سوراخ محدود بوده و فلز پایه تغییر محسوسی نداشت.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>نتایج این پژوهش نشان می‌دهد استفاده از آب مقطر و میدان مغناطیسی با کنترل رفتار مذاب و کاهش بازرسوب آن، کیفیت ریخت‌شناسی سوراخ‌های ایجادشده را بهبود می‌دهد. این روش می‌تواند راهکاری موثر برای افزایش کیفیت سوراخ‌کاری لیزری سوپرآلیاژهای پایه نیکل در کاربردهای مهندسی باشد. https://jame.iut.ac.ir/article_3808_cd8d5260c8131ca7aeea5d41796d1a0a.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 46 1 2027 03 21 Effect of Increasing Solution Annealing Temperature on Microstructural Uniformity, Hardness, and Stress-Rupture Behavior of IN738LC Superalloy اثر افزایش دمای عملیات حرارتی آنیل انحلالی بر یکنواختی ریزساختار، سختی و رفتار تنش گسیختگی سوپرآلیاژ IN738LC 127 148 3813 10.47176/jame.46.1.1202 FA رضا صحیحی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0009-0008-9655-2462 روح‌اله عشیری دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0000-0001-7461-1371 Journal Article 2026 06 14 <strong>Introduction and Objectives:</strong> Inconel 738 low-carbon (IN738LC) nickel-based superalloy is widely used in high-temperature turbine components due to its high strength and thermal stability. However, microstructural heterogeneity resulting from the solidification process can lead to a non-uniform distribution of strengthening precipitates and deterioration of mechanical performance. The objective of this study was to investigate the effect of increasing the solution heat treatment temperature beyond the standard cycle on the microstructural evolution and mechanical properties of the superalloy.<br><strong>Materials and Methods: </strong>Two heat treatment cycles, including a standard cycle and a proposed cycle, were applied to cast specimens. Microstructural changes were evaluated using optical microscopy, scanning electron microscopy, and quantitative image analysis. In addition, hardness and stress rupture tests were conducted to evaluate the mechanical behavior of the alloy.<br><strong>Results: </strong>The results showed that increasing the solution temperature significantly reduced microstructural heterogeneity between dendritic core and interdendritic regions. The size of coarse precipitates in interdendritic areas decreased, leading to a more uniform precipitate distribution. Furthermore, the volume fraction of strengthening precipitates increased from 39% to 45%. Carbide investigations indicated that the blocky morphology of MC carbides was preserved, and no evidence of significant decomposition was observed. Hardness increased from 363 HV to 447 HV, while stress rupture life improved from 35 h to 45.8 h.<br><strong>Conclusion: </strong>The findings demonstrated that a controlled increase in solution heat treatment temperature can simultaneously improve mechanical properties and high-temperature performance through enhanced microstructural homogenization, increased strengthening precipitate fraction, and preservation of MC carbide stability. These results provide useful insight for designing optimized heat treatment schedules for high-temperature turbine components. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل 738 کم‌کربن (IN738LC)، به دلیل استحکام بالا و پایداری مناسب در دماهای بالا به‌طور گسترده در قطعات توربین‌های گازی استفاده می‌شود. با این‌حال، ناهمگنی ریزساختاری ناشی از فرایند انجماد، می‌تواند موجب توزیع غیریکنواخت رسوبات استحکام‌بخش و افت خواص مکانیکی شود. هدف این پژوهش بررسی اثر افزایش دمای عملیات حرارتی انحلالی فراتر از چرخه استاندارد بر ریزساختار و خواص مکانیکی این سوپرآلیاژ است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> دو چرخه عملیات حرارتی شامل چرخه استاندارد و چرخه پیشنهادی، بر نمونه‌های ریختگی اعمال شد. تغییرات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و تحلیل کمی تصاویر بررسی شد. همچنین آزمون‌های سختی و تنش گسیختگی برای ارزیابی رفتار مکانیکی انجام شدند.<br><strong>یافته‌ها: </strong>نتایج نشان داد، افزایش دمای انحلال موجب کاهش ناهمگنی میان نواحی دندریتی و بین‌دندریتی شد. اندازه رسوبات درشت در نواحی بین‌دندریتی کاهش یافت و توزیع رسوبات یکنواخت‌تر شد. همچنین کسر حجمی رسوبات استحکام‌بخش از ۳۹ به ۴۵ درصد افزایش یافت. بررسی کاربیدها نشان داد مورفولوژی بلوکی آن‌ها حفظ شده و نشانه‌ای از تجزیه گسترده مشاهده نشد. سختی از ۳۶۳ به ۴۴۷ ویکرز و عمر تنش گسیختگی از ۳۵ به 45/8 ساعت افزایش یافت.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> نتایج نشان داد افزایش کنترل‌شده دمای عملیات حرارتی انحلالی می‌تواند از طریق بهبود یکنواختی ریزساختار، افزایش رسوبات استحکام‌بخش و حفظ پایداری کاربیدها، موجب بهبود هم‌زمان خواص مکانیکی و عملکرد دما بالای سوپرآلیاژ شود. این یافته‌ها می‌تواند در طراحی چرخه‌های حرارتی بهینه برای قطعات دما بالای توربینی مورد استفاده قرار گیرد. https://jame.iut.ac.ir/article_3813_0a49e3c3a03ebde64f85c0bacd8a08e2.pdf