اعلام جامعة بابل | مناقشة أطروحة دكتوراه في هندسة مواد بابل

مناقشة أطروحة دكتوراه في هندسة مواد بابل

نشر بواسطة : نورا كاظم بيرماني

تاريخ الخبر : 10/9/2025

عدد المشاهدات : 70

مناقشة أطروحة دكتوراه في هندسة مواد بابل
ناقش قسم هندسة المعادن في كلية هندسة المواد أطروحة الدكتوراه للطالبة الباحثة ايمان سليمان عبيد عن اطروحتها الموسومة:
تطوير الخواص الفيزيائية والتشغيلية لسبائك التيتانيوم المستخدمة في التطبيقات الفضائية
Enhancement of Physical and Machining Properties of Ti Alloys used in Aerospace Applications.

اشراف كل من:
الأستاذ الدكتورة اقبال محمد سعيد صالح
الأستاذ الدكتور سعد حميد الشافعي
ترأس لجنة المناقشة: الأستاذ الدكتورة نوال محمد داود
تناولت الاطروحة دراسة: تم تحضير سبيكة التيتانيوم 17 باستخدام تقنية المساحيق، حيث أُضيفت العناصر بنسب مختلفة. وقد تم الحصول على سبع سبائك مختلفة وهي:
(83Ti2Sn2Zr5Al4Mo4Cr) ,(82Ti2Sn2Zr6Al4Mo4Cr), 84Ti2Sn2Zr4Al4Mo4Cr)) (82Ti2Sn2Zr5Al5Mo4Cr) (84Ti2Sn2Zr5Al3Mo4Cr) (82Ti2Sn2Zr5Al4Mo5Cr)
(84Ti2Sn2Zr5Al4Mo3Cr) بعد ذلك، تم اختبار المساحيق، وتم فحص التركيب الكيميائي وحجم الجزيئات للتأكد من ملاءمتها لعملية التصنيع. وتمت عمليات الكبس تحت ضغوط مختلفة (600، 700، 750، 800، و850 ميجا باسكال) لتحديد الضغط الأمثل، والذي بلغ 800 ميجا باسكال. تلت ذلك عملية التلبيد في جو خامل (الأرجون). ثم تم تبريد العينات في فرن بدرجة حرارة 1200 درجة مئوية لمدة 5 ساعات. تم حساب المسامية والكثافة للعينات قبل وبعد التلبيد، وقد أظهرت النتائج تحسناً واضحاً في الكثافة بعد التلبيد مع انخفاض ملحوظ في المسامية. كما تم تحليل البنية المجهرية باستخدام المجهر الإلكتروني، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، وتحليل الطاقة المشتتة للأشعة السينية (EDX) لتأكيد وجود العناصر. وأظهرت نتائج حيود الأشعة السينية أن السبيكة الرئيسية والسبائك الجديدة أظهرت طورين عند درجة حرارة الغرفة: الطور بيتا (?) والطور ألفا (?). تم تحديد الخواص الميكانيكية للسبائك من خلال اختبارات مثل الصلادة، ومقاومة الأكسدة، والصدمة الحرارية، والصدمات الميكانيكية. وقد أظهرت السبيكة رقم 4 أعلى صلادة من باقي السبائك مع تحسن بنسبة 2.30%. كما أظهرت مقاومة جيدة للأكسدة عند درجات حرارة مختلفة (600، 700، و800 درجة مئوية)، بالإضافة إلى مقاومة صدمية أفضل من باقي السبائك عند درجات حرارة (600 و700) درجة مئوية. أظهر اختبار الصدمات كسراً مزيجاً بين الهش واللدن مع امتصاص طاقة قدرها 12 جول، ومتانة كسر تقارب 40.اما اختبار الكلال اظهرت السبيكة رقم 4 مفاومة كلال اعلى وبعدد دورات وصل الى 512000 اما سبيكوة رقم 1 وصل الى 470000
وللحصول على المنتج النهائي، تم استخدام عمليات تصنيع ثانوية مثل عمليات التشغيل. ونظراً لصعوبة تشغيل السبيكة بسبب صلابتها العالية، تم استخدام ماكنة التفريغ الكهربائي (EDM)، وهي طريقة تصنيع غير تقليدية.
يقدم هذا البحث نهجا متكاملا لنمذجة العملية والأمثلية متعددة الاهداف لمتغيرات التشغيل بالشرارة الكهربائية لسبيكة التيتانيوم اعتماداعلى طريقة استجابة السطح (RSM) إلى جانب تقنية دالة الرغبة (DF).حيث أختيرت ثلاثة متغيرات مستقلة كمدخلات وهي تيار النبضة (Ip)، زمن تفريغ النبضة (Ton) وزمن توقف النبضة (Toff) للتحقق من تاثير معاملات النموذج للمتغيرات الاربعة سالفة الذكر على المخرجات المتمثلة بمعدل الازالة المعدنية (MRR)، معدل بلى القطب (TWR)، خشونة السطح (Ra) وكلفة التشغيل (Cost). ولدراسة نموذج الدرجة الثانية المقترح للمخرجات، أستخدم التصميم المركب مركزي (CCD). وتم ايضا القيام بتحليل شامل للتباين (ANOVA) عند مستوى من الأهمية مقداره 5% لتحديد المعاملات الأكثر تأثيرا، وتم فحص مدى كفاءة جميع نماذج الدرجة الثانية. ولفهم السلوك الشامل لقابلية تشغيل سبيكة التيتانيوم تحت ظروف التشغيل المختلفة، تم تنفيذ تحليل التاثير الرئيسي اضافة الى تحليل التأثير المركب للعوامل المتفاعلة الثنائي والثلاثي الابعاد على المخرجات.
بينت النتائج ان كل متغيرات التشغيل الداخلة تؤثر بشكل كبير على كل المخرجات (الاستجابة) باستثناء زمن توقف النبضة (Toff) من جهة وزمن تفريغ وتوقف النبضة من جهة أخرى على معدل الازالة المعدنية وكلفة التشغيل على التوالي حيث وجد انهما لايؤثران على تلك الاستجابات. زيادة كل من التيار وزمن تفريغ النبضة لهما تأثير مباشرعلى كل المخرجات باستثناء الكلفة (Cost) حيث وجد ان لهما تاثير معاكس. تاثير التفاعل المشترك للتيار (Ip) وزمن تفريغ النبضة (Ton) ومربعات كل من التيار (Ip) وزمن تفريغ النبضة (Ton) لهما تاثير كبير على معدل الازالة المعدنية (MRR). إضافة الى مربعات كل المدخلات ليس لها تاثير على معدل بلى القطب (TWR). التفاعل المشترك لكل من (Ip× Ton)، (Ip× Toff) و (Ton × Toff) إضافة الى مربعات المدخلات لهم تاثير على خشونة السطح.
جنان العبيدي
تصوير احمد حسين