تغییرات ناشی از افزودن مس در رفتار اکسیداسیون FeAl و میکروساختار آن و تعیین میزان بهینه مس جهت رسیدن به بیشترین افزایش در مقاومت به اکسیداسیون

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

• راضیه خوشحال ¹
• سید وحید علوی نژاد خلیل آباد ²

¹ دانشگاه صنعتی بیرجند

² گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

10.22067/jmme.2025.93447.1209

چکیده

عناصر مختلفی می‌تواند بر افزایش مقاومت اکسیداسیون آلومینایدهای آهن موثر باشد. در این راستا، تاثیر مس بر مقاومت اکسیداسیون FeAl مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد که استفاده از مقدار بهینه مس به طور قابل توجهی مقاومت به اکسیداسیون این نوع آلومیناید آهن را افزایش می‌دهد. بر اساس نمودار تعادلی فاز برای سیستم دوتایی Cu-Al، نمونه‌هایی با 2٪، 7٪ و 12٪ مس ( با توجه به میزان آلومینیم موجود در هر نمونه) برای ارزیابی نحوه تأثیر مقادیر مختلف مس بر رفتار اکسیداسیون FeAl استفاده شد. نمونه‌های پودری فشرده با نسبت‌های مولی برابر از آهن و آلومینیم و مقادیر مختلف مس فوق الذکر در هر نمونه، پس از سنتز در دمای‌°C ‌950 ، در دماهای °C‌600 ، °C‌700 و °C‌800 برای مدت زمان‌های 20، 40، 60، 80 و 100 ساعت اکسید شدند. مشاهده شد که در همه دماهای آزمایش شده، نمونه‌های با 2 و 7 درصد مس افزایش جرم کمتری نسبت به نمونه‌های فاقد مس پس از اکسیداسیون، از خود نشان دادند. با این حال، افزایش میزان مس به 12٪ منجر به نرخ اکسیداسیون بالاتری شد. شایان ذکر است، عملکرد مقاومت به اکسیداسیون نمونه‌های دارای 7 درصد مس از نمونه‌ دارای 2 درصد مس نیز پیشی گرفت. علاوه بر این، ترکیبات حاصل و ریزساختار به دست آمده نیز به طور کامل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها

• مس
• آلومیناید آهن
• اکسیداسیون
• افزایش جرم
• ریزساختار

موضوعات

• سنتز مواد

---

عنوان مقاله [English]

Alterations in the oxidation characteristics and microstructure of FeAl resulting from the addition of copper, along with the identification of the optimal quantity of copper to achieve the maximum enhancement in oxidation resistance.

نویسندگان [English]

• Razieh Khoshhal ¹
• Seyed Vahid Alavi Nezhad Khalil Abad ²

¹ -

² استادیار گروه مهندسی عمران

چکیده [English]

Multiple elements have been shown to enhance the oxidation resistance of iron aluminides. In this context, the influence of copper on the FeAl oxidation resistance was investigated. The findings demonstrated that the oxidation resistance of this kind of iron aluminide is greatly increased when the optimal quantity of copper is used. Samples containing 2 %, 7 %, and 12 % copper (depending on the amount of aluminum in each sample) were used to assess how different copper concentrations impact the oxidation behavior of FeAl. Compacted powder samples with equal molar ratios of iron and aluminum and the above-mentioned amounts of copper in each sample, after synthesis at 950°C, were oxidized at 600°C, 700°C, and 800°C for 20, 40, 60, 80, and 100 hours. It was observed that at all tested temperatures, samples with 2 and 7% copper showed less weight gain than the free copper sample. Nevertheless, a higher rate of oxidation was the outcome of raising the copper content to 12%. It's important to note that the samples with 7% copper outperformed the samples with 2% copper in terms of oxidation resistance. Furthermore, a detailed analysis of the resulting compositions and microstructures was conducted.

کلیدواژه‌ها [English]

• Copper
• Iron Aluminide
• Oxidation
• Weight Gain
• Micro-Structure