Metallurgy Commons^™

The Effects Of Molybdenum, Chromium, And Niobium On Gray Iron For Brake Rotor Applications, Matthew Hasbrouck

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Brake rotor composition and microstructure must be optimized for thermal and mechanical performance to avoid thermal-mechanical cracking, excessive wear, and to reduce noise. Niobium is an element that increases the strength and wear resistance of gray iron; however, the interaction of niobium with other common alloying elements (chromium and molybdenum) is not well understood. Thirteen gray cast iron alloys were produced with varying levels of carbon equivalent (CE), Cr, Mo, and Nb. Bars with four different diameters (8, 14, 22, and 30 mm) were cast from each alloy and microstructural and physical properties such as graphite flake morphology, pearlite spacing, …

Application Of Laser Assisted Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification On Aluminum And 3d Printed Titanium, Eman Hassan, Thomas Crouse

Williams Honors College, Honors Research Projects

A novel surface treatment, laser assisted ultrasonic nanocrystal surface modification (LA-UNSM), has proved effective in increasing surface hardness, and fatigue life. The objective of this research is to determine the effectiveness of this process on components created with additive manufacturing. To accomplish this, we investigated the effectiveness of LA-UNSM treatment on aluminum, a common 3d printed metal, and the effectiveness of LA-UNSM processing on 3d printed titanium. We first conducted our own literature review to assess the practicality of using this same treatment on aluminum. We then treated traditionally manufactured aluminum at varying levels of laser intensity to determine if …

Jominy Hardenability Tester Redesign, Dennis Kopacz, Shadoe Beatty, Thomas Benenati, Jared Mclean, Matthew Yokosuk

Williams Honors College, Honors Research Projects

Our project is Redesigning a Hardenability Tester. The goal of this project is to figure out how to incorporate an intensive quenching system to the current design from last years group. An intensive quench is a new system that is safer to harden steel and it hardens steel more effectively than other quenching processes. This will be achieved through testing the initial design to make sure it is able to run. After that as a group we will take this system through a design process to introduce a safe process of intensive quenching to the tester.

Exploring Rapid Solidification And Equal Channel Angular Pressing In The Fabrication Of Mg-Based Alloys For Medical Applications, Emily Tom

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The development of magnesium bioresorbable implants has become increasingly popular due to the increased need for temporary implants and magnesium’s excellent biocompatibility and suitable elastic modulus. Even though magnesium is an excellent candidate, when alloyed with other metals magnesium’s corrosion rate becomes too rapid for bioresorbable medical applications. The investigation into novel processing techniques to control the formation of precipitates to improve mechanical strength and ductility as well as corrosion rates has become of interest. This work investigates the combination of two nonequilibrium processing techniques, rapid solidification (RS) and equal channel angular pressing (ECAP), and the effects it has on …

Viability Of A Proposed Transparent Fluid Model For Analog Metal Casting Filling Process, Andres Segura Irazoqui

Dissertations and Theses @ UNI

This research work was conducted to develop a proposed transparent fluid model to mimic dross formation and dispersion in metal castings during the mold filling process. The major cause for dross formation includes the air entrainment, surface turbulence, and bubbles, which create oxide films inside the molten metal. The oxide films are trapped inside the casting after solidification causing detrimental effects on the mechanical properties of the casting.

The objective of the investigation was to explore the feasibility using phenolic urethane as a transparent fluid material to investigate air entrainment mechanism. The experimentation consists of the following materials: the phenolic …

Development Of An Undergraduate Welding Laboratory For Research And Education, Hamid Eisazadeh, Alok K. Verma

Engineering Technology Faculty Publications

The shortage of welders in Hampton Roads area, where many shipyards are located, is becoming severe for shipbuilding in coming years. Many welding engineers graduated from universities located out of state, tend to go back to companies near their home, after receiving couple years of welding experience at Hampton Roads shipyards. Therefore, it is critical to train local welders. In order to address the welding workforce needs of Hampton Roads, the Department of Engineering Technology at Old Dominion University has recently launched an initiative for developing a laboratory for welding processes (LWP) for supporting educational and research activities in its …

ผลของความหยาบผิวของโลหะผสม Ti-6al-4v ที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการพิมพ์สามมิติต่อลักษณะทางสัณฐานวิทยาของท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์และความต้านทานการกัดกร่อน, ปาณิสรา พุทธสุวรรณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

นอกจากวัสดุไทเทเนียมจะนิยมนำมาใช้เป็นวัสดุทดแทนกระดูกหรือข้อต่อที่เสียหายเนื่องจากมีสมบัติที่ดีในเรื่องของความแข็งแรงสูง มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพแล้ว การสร้างท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ก็ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับสภาพผิววัสดุเช่นกัน เนื่องจากช่วยส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์และให้การตอบสนองของเซลล์ได้ดีกว่าพื้นผิวโลหะเอง แม้มีการศึกษาหลายชิ้นได้รายงานความสัมพันธ์ระหว่างท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์กับอัตราการเชื่อมประสานของเซลล์ แต่อย่างไรก็ตามอัตราการกัดกร่อนของชั้นท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ภายใต้สภาวะการใช้งานนั้น ๆก็มีความจำเป็นที่ต้องศึกษาเช่นกัน ในงานนี้เราได้ศึกษาผลจากการปรับสภาพผิวที่ถูกเตรียมด้วยเงื่อนไขต่าง ๆ ต่อพฤติกรรมการกัดกร่อนของวัสดุ Ti-6Al-4V และลักษณะทางสัณฐานวิทยาของชั้นท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งการศึกษาจะแบ่งเป็น 2 กลุ่มคือกลุ่มที่ทำการปรับสภาพผิวด้วยการขัดและกลุ่มที่ทำการปรับสภาพผิวด้วยการขัดต่อด้วยการแอโนไดซ์ โดยจะทำการวัดความหยาบพื้นผิวที่เตรียมได้ก่อนการแอโนไดซ์โดยเครื่องวัดความหยาบผิวและศึกษาลักษณะพื้นผิวหลังแอโนไดซ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและศึกษาพฤติกรรมการกัดกร่อนในสารละลายฟอตเฟสบัฟเฟอร์ซาลีนโดยเทคนิคโพเท็นชิโอไดนามิกโพลาไรเซชัน ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าก่อนการแอโนไดซ์ความหยาบผิวที่เตรียมได้ไม่มีความสัมพันธ์กับอัตราการกัดกร่อนโดยตรง แต่อย่างไรก็ตามหลังจากแอโนไดซ์พบว่าความหยาบผิวตั้งต้นจากการเตรียมผิวก่อนแอโนไดซ์มีผลต่อลักษณะการเกิดท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ รวมถึงอัตราการกัดกร่อนมีความสัมพันธ์กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและลักษณะการเรียงตัวของท่อที่เกิดขึ้น

ผลของอุณหภูมิและเวลาการอบอ่อนที่มีต่อโครงสร้างและประสิทธิภาพการกักเก็บประจุสังกะสีไอออนของผงทังสเตน, กอกฤษต สองเมือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบชาร์จได้ (ZIB) ถือเป็นหนึ่งในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่น่าสนใจ เนื่องจากมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยและคุ้มค่าของราคา อย่างไรก็ตาม งานวิจัยศึกษาวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ ZIB เพื่อให้ได้แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและหมุนเวียนนั้นยังมีไม่แพร่หลาย ดังนั้นการศึกษาวัสดุแคโทดยังคงต้องการการศึกษาเพิ่มเติม ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาขั้วแคโทดสำหรับใช้ในแบตเตอรี่ ZIB โดยใช้ทังสเตนออกไซด์เป็นวัสดุแคโทดสำหรับ ZIB จากงานวิจัยพบว่าขั้วแคโทดทังสเตนออกไซด์ให้ค่าความจุของแบตเตอรี่อยู่ที่ 158 mA h g-1 ณ กระแส 0.1A g-1 อีกทั้งมีประสิทธิภาพการใช้ซ้ำที่ 96% ในการทดสอบจนถึง 1,000 รอบ และมีค่าความหนาแน่นของพลังงานที่โดดเด่น อยู่ที่ 102Wh kg-1 ที่ 116 W kg-1 นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังแสดงให้เห็นภาพจำลองกลไกในการแทรกตัวของสังกะสีไอออน Zn2+ แบบย้อนกลับในโครงสร้างขั้วแคโทด ดังนั้นงานวิจัยนี้ถือเป็นแนวทางการศึกษาและออกแบบเพื่อใช้ทังสเตนออกไซด์เป็นขั้วแคโทดในแบตเตอรี่ ZIB ที่มีสมรรถนะสูง

การผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยใช้ลูกบอลเกลือที่ออกแบบเป็นตัวสร้างรูพรุน, จุฑานนท์ บุญประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีโครงสร้างรูพรุนแบบเปิดด้วยการใช้ลูกบอลเกลือเป็นตัวสร้างรูพรุนรวมถึงสมบัติทางกลของโฟมอะลูมิเนียม โดยเริ่มต้นศึกษาการผลิตและสมบัติของลูกบอลเกลือซึ่งมีรูปร่างทรงกลม โดยเลือกใช้ลูกบอลเกลือเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 mm และอะลูมิเนียมผสมเกรด ADC 12 เพื่อนำไปผลิตโฟมอะลูมิเนียมด้วยวิธีการหล่อแบบแทรกซึมที่ใช้ความดันที่อุณหภูมิ 650 และ 700°C โดยใช้แรงดันจากแก๊สอาร์กอน 1 และ 2 bar และใช้ระยะเวลาหลอม 10 และ 30 นาที ผลการศึกษาสมบัติของลูกบอลเกลือพบว่าโครงสร้างจุลภาคของลูกบอลเกลือหลังการเผาผนึกมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ส่งผลให้ความแข็งแรงอัดของลูกบอลเกลือสูงขึ้น กระบวนการผลิตนี้สามารถผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีรูพรุนแบบเปิดได้ ซึ่งโครงสร้างของชิ้นงานโฟมจะมีโพรงอากาศขนาดใหญ่เนื่องจากการแทรกซึมของน้ำโลหะอะลูมิเนียมเพียงบางส่วนในชิ้นงานเมื่อใช้อุณหภูมิ 650°C ความดัน 1 bar และเวลา 10 นาที โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานโฟมประกอบด้วยเนื้อพื้นเมตริกซ์อะลูมิเนียมที่มีเฟสซิลิกอนกระจายตัวอยู่ นอกจากนี้ ความแข็งแรงอัดของโฟมอะลูมิเนียมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แรงดัน และเวลาที่ใช้ในการผลิต โดยที่อุณหภูมิ 700°C ชิ้นงานส่วนใหญ่มีความแข็งแรงจุดครากสูงกว่าชิ้นงานที่อุณหภูมิ 650°C และส่งผลให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น เช่นเดียวกับการเพิ่มแรงดันจาก 1 เป็น 2 bar ในขณะที่ระยะเวลาในการหล่อชิ้นงานส่งผลให้ความแข็งแรงจุดครากของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น และทำให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานสูงขึ้น เมื่อเพิ่มระยะเวลาการหล่อจาก 10 เป็น 30 นาที

การศึกษาผลของการเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ผงซิลิกอนไดออกไซด์ต่อโครงสร้างจุลภาค และพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันของชั้นสารประกอบเชิงโลหะนิกเกิล-อะลูมิเนียมบนโลหะผสมพิเศษ In800ht, ณัฐพงษ์ หนันต๊ะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ศึกษาผลของเติม SiO2 ในกระบวนอะลูมิไนซิงแบบผงชนิด high-activity โลหะผสมพิเศษ IN800HT ที่มีการเจือซิลิกอนในช่วง 0-37.5 at% อ้างอิงจากสัดส่วนของซิลิกอนที่ได้และอะลูมิเนียมที่เหลือจากปฏิกิริยารีดักชัน โดยวิเคราะห์ผ่านโครงสร้างจุลภาค องค์ประกอบทางเคมี และชนิดของสารประกอบอะลูมิไนด์ของชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นจากการเตรียมที่อุณหภูมิ 1000 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากการทดลองพบว่า ชั้นเคลือบของตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอนประกอบไปด้วย 3 ชั้นย่อย คือ (i) ชั้นนอกที่ของผสมระหว่างสารประกอบอะลูนิไนด์ที่มีความเข้มข้นของอะลูมิเนียมสูง (ii) ชั้นกลางที่มีสารประกอบอะลูมิไนด์ hyperstoichiometric β-(Fe,Ni)Al เป็นหลัก และ (iii) ชั้น interdiffusion zone (IDZ) ที่เป็นชั้นในสุด ซึ่งบ่งบอกถึงการแพร่ของอะลูมิเนียมเข้าไปในโลหะผสมพิเศษ IN800HT ความหนาของแต่ละชั้นย่อยได้รับผลกระทบจากปริมาณ SiO2 ที่เติมลงไป การละลายของซิลิกอนในสารประกอบอะลูมิไนด์มีปริมาณน้อยกว่า 5 at.% เมื่อมีการเจือซิลิกอนในปริมาณสูงขึ้น จะเกิดการแยกตัวของซิลิกอน (Si segregation) บริเวณชั้น IDZ หรือพื้นที่แยกตัวในชั้นกลางของตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน การเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ซิลิกอนไดออกไซด์ประสบความสำเร็จเนื่องจากการลดลงของ thermodynamic activity ของ Al สำหรับการทดสอบ cyclic oxidation ที่อุณหภูมิ 1,000°C ภายใต้สภาวะบรรยากาศอากาศแห้งเป็นระยะเวลา 104 ชั่วโมง พบว่า ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอนมีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่ำกว่าตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน พฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ sub-parabolic growth เกิดขึ้นในกรณีของ (1) โลหะผสมพิเศษ IN800HT (3) ตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน และ (3) เจือซิลิกอนในปริมาณ 37.5 at% มี ในขณะที่ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน 12.5 at% และ 25.0 at% มีพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ linear growth เป็นหลัก

Recovery Of Phosphorus From Florida Phosphatic Waste Clay, Amir Eskanlou

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

This MS thesis examines the recovery of phosphorus (P) from Florida waste clay (WC). A comprehensive literature review revealed that: (i)-The most important values being lost to WC are P and rare earth elements (REEs). For the recovery of these values from WC, two crucial attempts are the removal of extremely fine-sized clays, followed by the recovery of phosphate content, which can pave the path for the recovery of REEs; (ii)-Any scientific/ technological solution should, at the same time, be economically and environmentally attractive to the industry. As such, moving from mostly chemical separation processes to the primarily physical/ physicochemical …

Toward Understanding Commercial Additives For Zincate Electrogalvanizing, Margaret Scott

Masters Theses

"Cyanide zinc electrogalvanizing has been used for many years to produce high quality and uniform zinc coatings. Due to toxicity concerns, a significant amount of research has occurred to remove the use of cyanide while still producing a similar deposit. One of the resulting plating chemistries is the alkaline zincate bath.

Alkaline zincate plating has the advantages of low startup cost, low toxicity, and low corrosion rate. Despite these advantages, alkaline bath conditions do not produce acceptable zinc deposits without the use of plating additives, which can promote lustrous, smooth deposits. This research aims to: (1) generate fundamental electrochemical data …

Modeling And Optimization Of Process Parameters In Face Milling Of Ti6al4v Alloy Using Taguchi And Grey Relational Analysis, Al Mazedur Rahman, S M Abdur Rob, Anil K. Srivastava

Manufacturing & Industrial Engineering Faculty Publications

Titanium alloys are extensively used in aerospace, missiles, rockets, naval ships, automotive, medical devices, and even the consumer electronics industry where a high strength to density ratio, lightweight, high corrosion resistance, and resistance to high temperatures are important. The machining of these alloys has always been challenging for manufacturers. This article investigates the combined effect of radial depth, cutting speed and feed rate on cutting forces, tool life, and surface roughness during face milling of Ti6Al4V alloy. This study focuses on the significance of radial depth of cut on cutting force, tool life and surface roughness compared to that of …

Thermo-Fluid Characterizations Of The Powder-Bed Fusion Additive Manufacturing Processes Using Laser And Electron Beam, M Shafiqur Rahman

LSU New Orleans Theses and Dissertations

The powder-bed fusion (PBF) process is a subdivision of Additive Manufacturing (AM) technology where a heat source at a controlled speed selectively fuses regions of a powder-bed material to form three-dimensional (3-D) parts. Two of the most effective PBF processes are selective laser melting (SLM) and electron beam additive manufacturing (EBAM), which can fabricate full-density metallic parts in a layer-by-layer fashion. In this study, thermal behavior and melt-pool dynamics in the PBF process are investigated by developing 3-D multiphysics-based thermo-fluid models for both SLM and EBAM, containing Ti-6Al-4V alloy as a powder-bed material. The laser and electron beams are modeled …

Use Of Viscoplastic Damper For Improving The Resistance Of Steel Frames To Blast Loading, Gholamreza Abdollahzadeh, Hadi Faghihmaleki, Hamed Hamidi Jamnani, Atefeh Ebrahimi Bardar

Makara Journal of Technology

In this paper, we evaluated the effect of viscoplastic dampers on the response of steel frames under blast loading. We used SAP2000 software and link elements to investigate the responses of nine-story steel frames with and without dampers. The proposed viscoplastic damper is a new type of viscous damper. The application of this damper is based on the availability of its constituent materials. The damper acts as a viscoelastic damper at low levels of vibration, but it acts as a combination of viscoelastic operator and metal-yielding device at extreme levels of vibration. With respect to the height of the structure, …

Influence Of Lithium Bromide On Electrical Properties In Bio-Based Polymer Electrolytes, Ahmad Faizrin Fuzlin, Bouchta Sahraoui, Ahmad Salihin Samsudin

Makara Journal of Technology

This research presents the influence of lithium bromide (LiBr) on the electrical properties of alginate in bio-based polymer electrolytes (BBPEs) system. Bio-based alginate was prepared using the solution casting technique with various LiBr compositions. The ionic conductivity and electrical properties of the prepared BBPEs samples were studied using electrical impedance spectroscopy over a frequency range of 50 Hz–1 MHz. A maximum ionic conductivity of 7.46 × 10−5 S cm-1 was obtained for a sample containing 15 wt. % lithium bromide-doped alginate BBPEs at ambient temperature (303 K). The electrical analysis revealed that the most conductive sample based on alginate-LiBr BBPEs …

Mechanical Alloying-Assisted Coating Of Fe–Al Powders On Steel Substrate, Alfian Noviyanto, Sri Harjanto, Wahyu Bambang Widayatno, Agus Sukarto Wismogroho, Muhamad Ikhlasul Amal, Nurul Taufiqu Rochman

Makara Journal of Technology

The coating layer of Fe–Al powders on the steel substrate was prepared by mechanical alloying at room temperature. Fe, Al, and the steel substrates were milled with high-energy ball milling for 32 h with a ball-to-powder ratio of 8 in an argon atmosphere to prevent oxidation during milling. Although mechanical alloying was performed for 32 h, no new phases were observed after mechanical alloying, as analyzed by X-ray diffraction. However, the crystallite size of the milled powders for 32 h decreased by factor two compared with the initial powders. Scanning electron micrographs showed that the coating layers formed >8 h …

Performance Of Free-Space Optical Communication Systems Using Optical Amplifiers Under Amplify-Forward And Amplify-Received Configurations, Ucuk Darusalam, Arockia Bazil Raj, Fitri Yuli Zulkifli, Purnomo Sidi Priambodo, Eko Tjipto Rahardjo

Makara Journal of Technology

With the growth of digital technology in the stage of industrial revolution 4.0, the demand for broadcasting large amounts of information to last mile users has increased. Free-space optical (FSO) communication is one of the telecommunication platforms that has shown immense potential in meeting the demand for information broadcasting. In this work, the performance of FSO communication based on wavelength division multiplexing with a data rate of 80 Gbps is investigated through simulations. The configuration of optical amplifiers in the FSO system is set up on the basis of the amplify-forward and amplify-received configurations to expand the network. The investigation …

Iso 9001:2015 Risk-Based Thinking: A Framework Using Fuzzy-Support Vector Machine, Ralph Sherwin A. Corpuz

Makara Journal of Technology

Risk-based thinking (RBT) is one of the distinct new features of the International Organization for Standardization 9001:2015. Interestingly, the standard does not prescribe any tools. Hence, organizations are puzzled as to the extent of conformance. Some organizations have adopted formal tools. However, these tools seem insufficient in linking the standard into an evidence-based decision support system. To resolve gaps in RBT implementation, this paper proposes a framework based on fuzzy inference system (FIS) and support vector machine (SVM) to automate risk analysis and evaluation, proposal and verification of action plans, and prediction of the feasibility of risks and opportunities according …

Influence Of The Shaping Process On The Tensile Properties Of Steel Reinforcement Bars Carbon Steel Grades Bjtp24 And Bjts40, Nuraziz Handika, Ridha Amalia Idhar, Jessica Sjah, Essy Arijoeni, Elly Tjahjono

Makara Journal of Technology

According to the current applicable national standard in Indonesia, i.e. SNI 07 2529 1991, in addition to the limitation on the loading rate, the steel bar must be reduced, formed, or lathed, as part of the shaping process of samples. This study determined and compared the effect of the shaping process on the yield strength, ultimate strength, and percent elongation by conducting tensile tests of steel bar grade BJTS40, i.e. deformed bar type of steel, and grade BJTP24, i.e., plain bar type of steel. Three diameters of the deformed bar (BJTS40) and one diameter of the plain bar (BJTP24) were …