X
تبلیغات
پروژه های متالورژی

آزمایش خزش

یکی دیگراز آزمایشهای مهم آزمایش خزش و نمودار سه مرحله ایی آن است

 

آزمون خزش تغيير شكل مداوم در دماهاي بالا را وقتي تنش كمتر از حد تسليم است تعيين مي كند .نتايج اين آزمون در طراحي اجزاي ماشيني كه در دماي بالا قرار دارند اهميت دارد.خزش خاصيت بسيار مهم مواد در كاربرد هاي دماي بالا است و مي توان آن را به صورت ((جريان مداوم و آهسته ي مومسان تحت بار يا تنش ثابت ))تعريف كرد. به طور كلي خزش به آهنگ تغيير شكلي وابسته است كه در دماي كاركرد فلز و تحت تنشهاي پايينتراز تنش فلز ادامه يابد .خزش در هر دمايي رخ مي دهد ولي اهميت خزش به ماهيت ماده و مقدارتغيير شكل مجاز قطعه بستگي دارد .

آزمون خزش همان آزمون كششي است كه در تنش و دماي ثابت انجام مي شود . در اين آزمون از يك وسيله

بسياردقيق اندازه گيري طول ويك وسيله گرم كردن نمونه در شرايط كاملا كنترل شده استفاده مي شود . منحني خزش كل يادرصد ازدياد طول بر حسب زمان رسم مي شود.

منحني( الف) مرحله هاي مختلف خزش را نشان مي دهد . در آغاز بار گذاري ازدياد طول آني كشساني پديد مي آيد. سپس يك مرحله مقدماتي گذرا به وجود مي آيد كه طي آن لغزش و كار سختي در اغلب دانه هاي داراي جهت مطلوب روي مي دهد. آهنگ خزش(مماس بر منحني)ابتدا بالاست و به تدريج تا حداقلي كاهش مي يابد .پس از اين به مرحله دوم يا خزش حالت پايا مي رسيم كه طي آن تغيير شكل با آهنگ تقريبا ثابت

ادامه مي يابد.در طي مرحله بين آهنگ كار سختي و آهنگ نرم شدن ناشي از باز يابي يا تجديد تبلور تعادل به وجود دارد. در بعضي موارد تحت تنشهاي متوسط ممكن است آهنگ خزش بسيار آهسته كاهش يابد و مرحله ثانويه تا مدتي دراز ادامه پيدا كند(منحني ب) ولي اگر تنش به مقدار كافي بالا باشد مرحله سومي نيز وجود دارد كه در آن آهنگ خزش شتاب يابدتا شكست رخ دهد.

بين خواص مكانيكي ماده در دماي معمولي و خواص خزشي آن يا ارتباط اندك وجود دارد و يا هيچ ارتباطي وجود ندارد. به نظر مي رسد كه اندكي تغيير در ريز ساختار و مراحل ساخت بر خزش اثر شديد دارد. اندازه دانه ي فلز عامل مهمي در تعيين مشخصه هاي خزشي آن است در حالي كه در دماي محيط استحكام تسليم و استحكام نهايي مواد دانه ريز از مواد دانه درشت بيشتر است در دماهاي بسيار بالا عكس مطلب فوق صادق است.اين موضوع پذيرفته شده است كه در دماهاي بالا ممكن است مرز دانه ها به صورت مركزهايي براي توليد نابجاييهايي كه مايه ي خزش مي شوند عمل كنند . حضور اتمهاي ماده ي

حل شده حتي به مقدار جزيي از طريق تداخل با حركت نابجاييها در ميان بلور سبب كندي خزش مي شود . عامل موثرتر در كندي خزش وجود فاز دوم قوي و پايداري با پراكندگي خوب است.

 

برخي از خواص خزشي آلياژهاي گوناگون

فولادهاي ساده كربني و فولادهاي كم آلياژ به طور گستر ده اي در محيطهاي با دماي متوسط به ويژه دماهاي پايينتر از 480درجه سانتي گراد به كار مي روند. در دماهاي پايين به سبب لايه اي بودن كاربيدها افزايش مقدار كربناستحكام خزشي را بهبود مي بخشد. در دماهاي بالا به سبب كروي شدن كاربيدها عكس اين مطلب صادق است و افزايش مقدار كربن موجب كاهش استحكام خزشي مي شود.

ساختار مناسب فولادهاي ساده كربني براي كار در دماي بالا ساختار يكنواخت شده است . ساختار تابكاري شده پايداري كمتري دارد و مايل است به سرعت كروي در آيد و در نتيجه استحكام خزشي

را كاهش مي دهد. استفاده از آلومينيوم به عنوان عامل اكسيژن زدا در فولاد سازي سبب دانه ريزي فولاد

و كاهش استحكام خزشي مي شود

در فولادهاي كم آلياژ كه كمتر از 10درصد عنصر آلياژي دارند. مولبيدن و واناديم مؤثرترين عناصر در افزايش مقاومت خزشي اند مقدار كربن معمولا كمتر از15ر0 درصد نگه داشته مي شود.فولاد با 5ر0 درصد مولبيدن براي لوله هاي حمل مواد نفتي و لوله هاي گرمكن تا 455درجه سانتي گراد به كار برده مي شود بالاتر از اين دما روند كروي و گرافيتي شدن قوت مي گيرد كه با كاهش در استحكام خزشي توام

است.افزودن يك درصد كروم به اين مقاومت در برابر گرافيتي شدن را افزايش مي دهد و اين فولاد براي لوله هاي حمل مواد نفتي و لوله هاي ديگ بخار تا دماي 540درجه به كار برده مي شود

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:18 |



چدن هاي عمومي شامل آلياژهاي با منظور و مقاصد ويژه از جمله چدنهاي سفيد و آلياژي مي باشند که براي مقاومت در برابر سايش ، خوردگي و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گيرند.

اين چدن ها چزو بزرگترين گروه آلياژهاي ريختگي بوده و براساس شکل گرافيت به انواع زير تقسيم می‌شوند:

◄ چدن هاي خاکستري ورقه اي يا لايه اي:

چدن هاي خاکستري جزو مهمترين چدن هاي مهندسي هستند که کاربردي زياد دارند نام اين چدن ها از خصوصيات رنگ خاکستري سطح مقطع شکست آن و شکل گرافيت مشتق می‌شود.خواص چدن هاي خاکستري به اندازه ، مقدار و نحوه توزيع گرافيت‌ها و ساختار زمينه بستگي دارد. خود اين‌ها نيز به کربن و سيليسيم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنين روي مقادير جزئي عناصر ، افزودنی‌هاي آلياژي ، متغيرهاي فرايندي مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زني و سرعت خنک شدن بستگي پيدا می‌کنند. اما به طور کلي اين چدن ها ضريب هدايت گرمايي بالايي داشته، مدول الاستيستيه و قابليت تحمل شوکهاي حرارتي کمي دارند و قطعات توليدي از اين چدن ها به سهولت ماشينکاري و سطح تمام شده ماشينکاري آنها نيز مقاوم در برابر سايش از نوع لغزشي است. اين خواص آنها را براي ريختگي هايي که در معرض تنش‌هاي حرارتي محلي با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزايش ميزان فريت در ساختار باعث استحکام مکانيکي خواهد شد. اين نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدني بدنه موتورها مشاهده مي شود ديواره نازک و لاغر سيلندر داراي زمينه‌اي فريتي و قسمت ضخيم نشيمنگاه يا تاقان‌ها زمينه‌اي با پرليت زياد را پيدا می‌کند. همچنين در ساخت ماشين آلات عمومي ، کمپرسورهاي سبک و سنگين ، قالب‌ها ، ميل لنگ‌ها ، شير فلکه‌هاو اتصالات لوله‌ها و غيره از چدنهاي خاکستري استفاده می‌شود.

◄ چدن هاي ماليبل يا چکش خوار:

چدن هاي چکش خوار با ديگر چدن ها به واسطه ريخته گري آنها نخست به صورت چدن سفيد فرق می‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربيدهاي شبه پايدار در يک زمينه‌اي پرليتي است بازپخت در دماي بالا که توسط عمليات حرارتي مناسب دنبال می‌شود باعث توليد ساختاري نهايي از توده متراکم خوشه‌هاي گرافيت در زمينه فريتي يا پرليتي بسته به ترکيب شيميايي و عمليات حرارتي می‌شود. ترکيب به کار برده شده براساس نيازهاي اقتصادي ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان توليد ريخته‌گري انتخاب می‌شود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عمليات حرارتي خوب و سريعي با سيلکي کوتاه می‌شود و در ضمن مقاومت مکانيکي را نيز اصلاح می‌نمايد. تاثير عناصر به مقدار بسيار کم در اين چدن ها دست آورد ديگري در اين زمينه هستند. Te و Bi تشکيل چدن سفيد در حالت انجماد را ترقي داده، B و Al موجب اصلاح قابليت بازپخت و توام با افزايش تعداد خوشه‌هاي گرافيت می‌شود ميزان Mn موجود و نسبت Mn/S براي آسان کردن عمل بازپخت می‌بايستي کنترل گردد. عناصري از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است براي بدست آوردن مقاومت بالاتر يا افزايش مقاومت به سايش و خوردگي به چدن افزود. دليل اساسي براي انتخاب چدن هاي چکش خوار قيمت تمام شده پايين و ماشينکاري راحت و ساده آنهاست. کاربردهاي آنها در قطعات اتومبيل قطعات کشاورزي ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتريکي و قطعات مورد استفاده در صنايع معدني است.

◄ چدن هاي گرافيت کروي يا نشکن:

اين چدن در سال 1948 در فيلادلفياي آمريکا در کنگره جامعه ريخته گران معرفي شد. توسعه سريع آن در طي دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طي سال هاي 1960 روبه افزايش نهاده و توليد آن با وجود افت در توليد چدن ها پايين نيامده است. شاخصي از ترکيب شيميايي اين چدن به صورت کربن 3.7% ، سيليسيم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منيزيم 0.04% است. وجود منيزيم اين چدن را از چدن خاکستري متمايز می‌سازد. براي توليد چدن گرافيت کروي از منيزيم و سريم استفاده می‌شود که از نظر اقتصادي منيزيم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازيابي بهتر منيزيم برخي از اضافه شونده‌هايي از عناصر ديگر با آن آلياژ می‌شوند و اين باعث کاهش مصرف منيزيم و تعديل کننده آن است. منيزيم ، اکسيژن و گوگرد زدا است. نتيجتا منيزيم وقتي خواهد توانست شکل گرافيتها را به سمت کروي شدن هدايت کند که ميزان اکسيژن و گوگرد کم باشند. اکسيژن‌زداهايي مثل کربن و سيليسيم موجود در چدن مايع اين اطمينان را می‌دهند که باعث کاهش اکسيژن شوند ولي فرايند گوگردزدايي اغلب براي پايين آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهاي اين چدن ها در خودروسازي و صنايع وابسته به آن مثلا در توليد مفصل‌هاي فرمان و ديسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت هاي بالا مثل شير فلکه‌ها و اتصالات براي طرحهاي بخار و شيميايي غلتکهاي خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهيزات الکتريکي کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غيره است.

◄ چدن هاي گرافيت فشرده يا کرمي شکل:

اين چدن شبيه خاکستري است با اين تفاوت که شکل گرافيت‌ها به صورت کروي کاذب ، گرافيت تکه‌اي با درجه بالا و از نظر جنس در رديف نيمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفت يک نوع چدني با گرافيت کروي است که کره‌هاي گرافيت کامل نشده‌اند يا يک نوع چدن گرافيت لايه‌اي است که نوک گرافيت گرد شده و به صورت کرمي شکل درآمده‌اند. ايت چدن ها اخيرا از نظر تجارتي جاي خود را در محدوده خواص مکانيکي بين چدن هاي نشکن و خاکستري باز کرده است.
ترکيب آلياژ موجود تجارتي که براي توليد چدن گرافيت فشرده استفاده می‌شود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5 ، Ca% 4-5.5 ، Al%1-1.5 ، Ce %0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقيه Fe. چدن گرافيت فشرده در مقايسه با چدن خاکستري از مقاومت به کشش ، صلبيت و انعطاف‌پذيري ، عمر خستگي ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دماي بالا و برتري بازمينه‌اي يکسان برخوردار است و از نظر قابليت ماشينکاري ، هدايت حرارتي نسبت به چدن هاي کروي بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگي برتر از ساير چدن ها است. در هر حال ترکيبي از خواص مکانيکي و فيزيکي مناسب ، اين چدن ها را به عنوان انتخاب ايده آلي جهت موارد استعمال گوناگون مطرح می‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگي آنها را براي قالبهاي شمش‌ريزي مناسب می‌سازد. نشان دادن خصوصياتي مطلوب در دماهاي بالا در اين چدن ها باعث کاربرد آنها براي قطعاتي از جمله سر سيلندرها ، منيفلدهاي دود ، ديسکهاي ترمز ، ديسکها و رينگهاي پيستون شده است.

◄ چدن هاي سفيد و آلياژي مخصوص :
کربن چدن سفيد به صورت بلور سمانتيت (کربيد آهن ، Fe3C) می‌باشد که از سرد کردن سريع مذاب حاصل می‌شود و اين چدن ها به آلياژهاي عاري از گرافيت و گرافيت‌دار تقسيم می‌شوند و به صورتهاي مقاوم به خوردگي ، دماي بالا، سايش و فرسايش می‌باشند.

◄ چدن هاي بدون گرافيت:

شامل سه نوع زير مي باشد:
چدن سفيد پرليتي:

ساختار اين چدنها از کاربيدهاي يکنواخت برجسته و توپر M3C در يک زمينه پرليتي تشکيل شده است. اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولي بی‌نهايت شکننده هستند لذا توسط آلياژهاي پرطاقت ديگري از چدن هاي سفيد آلياژي جايگزين گشته‌اند.

چدن سفيد مارتنزيتي (نيکل- سخت):

نخستين چدن هاي آلياژي که توسعه يافتند آلياژهاي نيکل- سخت بودند. اين آلياژها به طور نسبي قيمت تمام شده کمتري داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهيه شده و چدن هاي سفيد مارتنزيتي داراي نيکل هستند. Ni به عنوان افزايش قابليت سختي پذيري براي اطمينان از استحاله آستنيتي به مارتنزيتي در طي مرحله عمليات حرارتي به آن افزوده می‌شود. اين جدن ها حاوي Cr نيز به دليل افزايش سختي کاربيد يوتکتيک هستند. اين چدنها داراي يک ساختار يوتکتيکي تقريبا نيمه منظمي با کاربيدهاي يکنواخت برجسته و يکپاره M3C هستند که بيشترين فاز را در يوتکتيک دارند و اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند.
چدن سفيد پرکرم:

چدن هاي سفيد با Cr زياد ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر خوردگي ، حرارت و سايش را دارا هستند اين چدنها مقاومت عالي به رشد و اکسيداسيون در دماي بالا داشته و از نظر قيمت نيز از فولادهاي ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهايي که در معرض ضربه و يا بازهاي اعمالي زيادي نيستند به کار برده می‌شوند اين چدنها در سه طبقه زير قرار می‌گيرند:

1.چدنهاي مارتنزيتي با Cr %12-28
2.چدنهاي فريتي با 34-30% Cr
3.چدنهاي آستنيتي با 30-15%Cr و 15-10% Niبراي پايداري زمينه آستنيتي در دماي پايين.

طبقه بندي اين چدنها براساس دماي کار ، عمر کارکرد در تنش هاي اعمالي و عوامل اقتصادي است. کاربرد اين چدنها در لوله‌هاي رکوپراتو ، ميله ، سيني ، جعبه در کوره‌هاي زينتر و قطعات مختلف کوره‌ها، قالب‌هاي ساخت بطري شيشه و کاسه نمدهاي فلکه‌ها است.

◄ چدن هاي گرافيت دار:
چدن هاي آستنيتي:

شامل دو نوع (نيکل- مقاوم) و نيکروسيلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر حرارت و خوردگي را دارا هستند. اگرچه چدن هاي غير آلياژي به طور کلي مقاوم به خوردگي بويژه در محيط هاي قليايي هستند، اين چدنها به صورت برجسته‌اي مقاوم به خوردگي در محيط هايي مناسب و مختص خودشان هستند. چدن هاي نيکل مقاوم آستنيتي با گرافيت لايه‌اي که اخيرا عرضه شده‌اند از خواص مکانيکي برتري برخوردار بوده ولي خيلي گران هستند. غلظت نيکل و کرم در آنها بسته به طبيعت محيط خورنده شان تغيير می‌کند. مهمترين کاربردها شامل پمپهاي دنده‌اي حمل اسيد سولفوريک، پمپ خلا و شيرهايي که در آب دريا مصرف می‌شوند، قطعات مورد استفاده در سيستم‌هاي بخار و جابه‌جايي محلول‌هاي آمونياکي، سود و نيز براي پمپاژ و جابجايي نفت خام اسيدي در صنايع نفت هستند.

چدن هاي فريتي:

شامل دو نوع زير می‌باشد: چدن سفيد 5% سيليسيم در سيلال که مقاوم در برابر حرارت می‌باشد و نوع ديگر چدن پرسيليسيم (15%) که از مقاومتي عالي به خوردگي در محيطهاي اسيدي مثل اسيد نيتريک و سولفوريک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن هاي نيکل- مقاوم ، عيب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگ‌زني می‌توان ماشينکاري نمود. مقاومت به خوردگي آنها در برابر اسيدهاي هيدروکلريک و هيدروفلوريک ضعيف است. جهت مقاوم سازي به خوردگي در اسيد هيدروکلريک می‌توان با افزودن Si تا 18-16% ، افزودن Cr%5-3 يا Mo %4-3 به آلياژ پايه ، اقدام نمود.

چدن هاي سوزني:

در اين چدنها Al به طور متناسبي جانشين Si در غلظت هاي کم می‌گردد. چدن هاي آلياژهاي Alدار تجارتي در دو طبقه بندي يکي آلياژهاي تا Al %6 و ديگري Al%18-25 قرار می‌گيرند. Al پتانسيل گرافيته‌شدگي را در هر دوي محدوده‌هاي ترکيبي ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستري بدست می‌ايد. اين آلياژ به صورت چدنهاي گرافيت لايه‌اي ، فشرده و کروي توليد می‌شوند. مزاياي ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتي و تمايل به گرافيته شدن و سفيدي کم می‌باشند که قادر می‌سازند قطعات ريختگي با مقاطع نازک‌تر را توليد کرد. چدن هاي با Al کم مقاومت خوبي به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابليت ماشينکاري مناسبي را نيز دارا هستند. محل هاي پيشنهادي جهت کاربرد آنها منيفلدهاي دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهاي ديسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سيلندرها، ميل بادامکها و رينگهاي پيستون هستند. وجود Al در کنار Si در اين نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانيکي خوب توام با مقاومت به پوسته‌ شدگي در دماهاي بالا می‌شود. اين آلياژها مستعد به تخلخل‌هاي گازي هستند. آلومينيوم حل شده در مذاب مي توان با رطوبت يا هيدروکربنهاي موجود در قالب ترکيب شده و هيدروژن آزاد توليد کند. اين هيدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مک‌هاي سوزني شکل در انجماد می‌شود.

 

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:16 |

« تئوری های آبکاری فلزات »

 

بخش 1 :

« مقدمه »

فرآیند آبکاری الکتریکی اساساً برای رسوب دادن نیکل، طلا یا نقره روی جواهر آلات، چاقو و قطعات دوچرخه به کار رفت. مهارت علمی سازندان انگلیسی ، آلمانی و آمریکایی و مرغوبیت ممتاز محصول آنها این فرآیند را عمومیت داد. امروزه آبکاری الکتریکی تا حدی توسعه یافته است که نه تنها مرحله نهایی تولید بعضی محصولات است بلکه برای ایجاد پوششهای محافظی مثل کادمیم، کروم یا اکسید آلومینیوم روی قطعات به کار می رود.

اساس آبکاری الکتریکی به این صورت است که در اثر عبور جریان مستقیم از یک الکترولیت فلز محلول در آن روی کاتد رسوب کرده و متعاقباً مقداری از فلز آند وارد محلول می شود به این ترتیب الکترولیت ثابت می ماند. آبکاری الکتریکی برای ایجاد پوشش های تزئینی و محافظ، اصلاح سطوح ساییده شده یا اضافه ماشینکاری شده، قطعه سازی یا به عبارتی شکل دهی الکتریکی قطعات شکل پیچیده که دارای زوایای مقعر، ابعاد دقیق و سطوح طرح دار (مثل صفحات چاپی) هستند، عملیات آندکاری، تمیزکاری الکترولیتی، پرداخت الکترولیتی، اسید شویی آندی، استخراج و تصفیه فلزات به کار می رود.

ضخامت پوششهای رسوب ـ الکتریکی به دانسیته جریان، راندمان جریان و مدت زمان عملیات بستگی دارد. خواص فیزیکی تابع دانسیته جریان، دما ، ترکیب حمام، کیفیت سطحی قطعه و عوامل افزودنی به حمام است. از این نظر نمکهای آبکاری الکتریکی اهمیت زیادی پیدا کرده اند به طوری که روز به روز تقاضای آنها افزایش می یابد.

کیفیت رسوب الکتریکی بر حسب کاربرد آن تغییر می کند اگر هدف از آبکاری این باشد که برای مدت کوتاهی از زنگ زدن فولاد جلوگیری شود ممکن است پوشش نازکی هم کافی باشد ولی اگر شفافیت رسوب نیز مهم باشد در این صورت کیفیت بالاتری طلب خواهد شد. کیفیت رسوبهای نازک از طریق آزمایش اندازه گیری ضخامت و مقاومت خوردگی تعیین می گردد.

کیفیت آبکاری به واکنشهای که در طول عملیات روی کاتد انجام می گیرند بستگی دارد. اگر حمام به طور صحیح آماده و تنظیم شده باشد واکنشهای فوق نیز مطلوب خواهند بود. ولی کلاً شرایط مناسب عملیاتی از نظر کاتد و حمام تولید رسوبی رضایت بخشی را تضمین نمی کند.

 

این مقاله به صورت کامل موجود میباشد

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:15 |

« تئوری های آبکاری فلزات »

 

بخش 1 :

« مقدمه »

فرآیند آبکاری الکتریکی اساساً برای رسوب دادن نیکل، طلا یا نقره روی جواهر آلات، چاقو و قطعات دوچرخه به کار رفت. مهارت علمی سازندان انگلیسی ، آلمانی و آمریکایی و مرغوبیت ممتاز محصول آنها این فرآیند را عمومیت داد. امروزه آبکاری الکتریکی تا حدی توسعه یافته است که نه تنها مرحله نهایی تولید بعضی محصولات است بلکه برای ایجاد پوششهای محافظی مثل کادمیم، کروم یا اکسید آلومینیوم روی قطعات به کار می رود.

اساس آبکاری الکتریکی به این صورت است که در اثر عبور جریان مستقیم از یک الکترولیت فلز محلول در آن روی کاتد رسوب کرده و متعاقباً مقداری از فلز آند وارد محلول می شود به این ترتیب الکترولیت ثابت می ماند. آبکاری الکتریکی برای ایجاد پوشش های تزئینی و محافظ، اصلاح سطوح ساییده شده یا اضافه ماشینکاری شده، قطعه سازی یا به عبارتی شکل دهی الکتریکی قطعات شکل پیچیده که دارای زوایای مقعر، ابعاد دقیق و سطوح طرح دار (مثل صفحات چاپی) هستند، عملیات آندکاری، تمیزکاری الکترولیتی، پرداخت الکترولیتی، اسید شویی آندی، استخراج و تصفیه فلزات به کار می رود.

ضخامت پوششهای رسوب ـ الکتریکی به دانسیته جریان، راندمان جریان و مدت زمان عملیات بستگی دارد. خواص فیزیکی تابع دانسیته جریان، دما ، ترکیب حمام، کیفیت سطحی قطعه و عوامل افزودنی به حمام است. از این نظر نمکهای آبکاری الکتریکی اهمیت زیادی پیدا کرده اند به طوری که روز به روز تقاضای آنها افزایش می یابد.

کیفیت رسوب الکتریکی بر حسب کاربرد آن تغییر می کند اگر هدف از آبکاری این باشد که برای مدت کوتاهی از زنگ زدن فولاد جلوگیری شود ممکن است پوشش نازکی هم کافی باشد ولی اگر شفافیت رسوب نیز مهم باشد در این صورت کیفیت بالاتری طلب خواهد شد. کیفیت رسوبهای نازک از طریق آزمایش اندازه گیری ضخامت و مقاومت خوردگی تعیین می گردد.

کیفیت آبکاری به واکنشهای که در طول عملیات روی کاتد انجام می گیرند بستگی دارد. اگر حمام به طور صحیح آماده و تنظیم شده باشد واکنشهای فوق نیز مطلوب خواهند بود. ولی کلاً شرایط مناسب عملیاتی از نظر کاتد و حمام تولید رسوبی رضایت بخشی را تضمین نمی کند.

 

این مقاله به صورت کامل موجود میباشد

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:15 |

( شکست )

چکيده

بررسي مکانيزمهاي ايجاد ترک و مکانيزمهاي متفاوت رشد سريع يا در حد بحراني ترک و رشد آرام و پايينتر از رشد بحراني از اهميت ويژه صنعتي برخوردارند. بررسي فعل و انفعالات فيزيکي که به هنگام شکست روي ميدهد چندان ساده نيست، زيرا چگونگي ايجاد ترک و رشد آن و بالاخره نوع شکست در مواد کريستالي به جنس، ساختار شبکه کريستالي، ريزساختار و از آنجا که قطعات معمولا به طور کامل سالم و بدون عيب نيستند به نوع، اندازه و موقعيت عيب، نوع و حالت تنش وارد بر آنها بستگي خواهد داشت. معمولا شکست در فلزات به شکست نرم و شکست ترد تقسيم مي شود.

در صنعت هدف، کنترل و به تعويق انداختن است.

Fracture

Author: Alireza sanjari

Office: Home

Abstract

Mechanisms of crack creating and different mechanisms of quick growth of crack or in the critical limit of crack and lower than limit of is much of importance.

Extinguishing physical reactions which happen during facture, is more complex due to the creation of crack it is growth and at last the type of facture crystalline material is dependent on crystal latice structure , microstructure.

According to the fact that usually specimens are not perfect and are defective , they are dependent on location , type and size of defects and stress conditions.

Usually fracture in metals is classified into 2 categories: brittle & ductile.

In industry, our aim is to prevent and prolong fracture

شکست نرم:

بسياري از فلزات و آلياژهاي آنها، به ويژه آنهايي که داراي شبکه fcc هستند، مانند آلومينيوم و آلياژهاي آن، در تمام درجه حرارتها، شکست نرم خواهند داشت. شکست نرم به آرامي و پس از تغيير شکل پلاستيکي زياد به ازاي تنشي بالاتر از استحکام کششي ظاهر ميشود. از مشخصات شکست نرم، تحت تاثير تنش کششي، ظاهر گشتن گلويي يا نازکي موضعي و ايجاد حفره هاي بسيار ريز در درون قسمت گلويي و اتصال آنها به يکديگر تا رسيدن به حد يک ترک ريز و رشد آرام ترک تا حد پارگي يا شکست نهايي است.

 

مراحل مختلف شكست نرم در يك فلز انعطاف پذير

در اين نوع شکست علت ايجاد حفرهاي ريز در محدوده گلويي ميتواند تغيير شکل غير يکنواخت ناشي از ناخالصيهاي موجود در ماده اصلي زمينه باشد. لذا با ايجاد حفره هاي بسيار ريز در محدوده گلويي حالت تنش سه محوري برقرار ميشود که منجر به ايجاد ترک ميشود .

در طراحي و ساخت اجزاي ماشين آلات و در ساختمان سازي، تنشهاي وارد بر سازه هاي فلزي در محدوده الاستيکي انتخاب ميشود. بنابراين در کاربرد صنعتي، شکست در حالت تنش استاتيکي در مواد انعطاف پذير ( داکتيل ) يک پيشامد نامطلوب است.

ترك داخلي در نا حيه نازك شده در نمونه كششي مس با خلوص بالا

شکست ترد:

شکست ترد معمولا در فلزاتي با ساختار کريستالي مکعب مرکزدار(bcc ) و هگزاگونال متراکم (hcp) و آلياژهاي آنها در درجه حرارتهاي پايين ( معمولا پايينتر از دماي معمولي محيط ) و سرعتهاي تغيير شکل بالا بطور ناگهاني ظاهر ميشود. شکست ترد در امتداد صفحه کريستالي معيني، به نام صفحه کليواژ، انجام ميگيرد. در شکست ترد عموما تغيير شکل پلاستيکي قابل توجهي در منطقه شکست مشاهده نميشود.

نظريه شکست ابتدا علت شکست را اين چنين بيان کرد که تمام پيوندهاي اتمي در امتداد صفحه شکست هم زمان با هم گسيخته ميشوند. بدين ترتيب که با ازدياد تنش فاصله اتمها از يکديگر دور ميشوند ودر نهايت به محض اينکه تنش به حد تنش شکست ( تنش بحراني ) رسيد، در نتيجه گسستن تمامي پيوندهاي اتمي در صفحه عمود بر امتداد کشش، شکست پديدار ميشود.

در جدول زير تنشهاي بحراني عمود بر صفحات کريستالي معين در چند تک کريستال براي شکست داده شده است.

شكست ترد وتعدادي از تك كريستالها

 

عملا تنش لازم براي شکست مواد لازم فلزي به اندازه قابل توجهي کمتراز تنش شکست محا سبه شده ا ز طريق تئوري است . بنابراين فعل وانفعال شکست نميتواند از طريق گسستن همزمان تمامي پيوند هاي اتمي درامتداد سطح شکست صورت گيرد. بد ين ترتيب فعل و انفعالات شکست عملا بيشتر از طريق ايجاد يک ترک بسيار ريز به عنوان منشا ترک و رشد و پيشروي آن انجام ميگيرد . براي پيشروي ترک د ر يک ماده لازم است مقدار تنش متمرکز در نوک ترک از استحکام کششي در آن موضع فراتر رود . د ر مواردي که شرايط براي پيشروي منشا ترک مساعد نيست ترک مي تواند متوقف گشته وشکست پديدار نشود.

تئوري گريفيت:

او چنين بيان مي کند که در ماده اي که حاوي تعدادي ترک بسيار ريز باطول معيني است ، همين که مقدار تنش متمرکز درنوک ترک ، حداقل به مقدار تنش لازم براي گسستن پيوندهاي اتمي د رآن موضع ( استحکام کششي ) رسيد، شکست ظاهر ميشود . باپيشرفت ترک ، سطح ترک افزايش مي يابد . اين مطلب بدين معني است که براي ايجاد اين سطح بايد انرژي به کار برده شود . اين مقدار انرژي از انرژي تغيير شکل کسب مي شود.

بنابراين فرضيه گريفيت علت پديدار گشتن شکست ترد را وجود ترکها و خراشهاي سطحي بسيار ريز ( با اندازه بحراني) و پائين بودن استحکام را د رآن مواضع مي داند . اماموادب هم وجود دارد که بد ون داشتن ترکهاي سطحي بسيار ريز شکست ترد د ر آنها پديدار مي شود . بنابراين د ر اين گونه مواد هم بايد فعل وانفعالاتي صورت گيرد که موجب به وجود آمدن تمرکز تنش وفراتر رفتن موضعي مقدارتنش از استحکام کششي ود رنتيجه ايجاد منشا ترک شود. زنر و اشترو مکانيزم اين فعل و انفعال راچنين بيان داشتند که در حين تغيير شکل پلا ستيکي نابجاييها در پشت موانع ( مانند مرزدانه ها ومرز مشترک د و قلوييها ) تجمع يافته وبدين ترتيب در زير نيم صفحه هاي مربوط به اين نابجاييها ترکهاي بسيار ريزي ايجاد مي شود .

اين ترکهاي بسيار ريزهمچنين مي تواند محلهاي مناسبي براي نفوذ عناصري مانند اکسيژن ، ازت وکربن درآنها وايجاد فازهاي ثانوي ترد ودر نتيجه شکست ترد باشند. چنين رفتار ترد د ر شکست ترد مس باوجود عناصري مانند آنتيموان وآهن همراه بااکسيژن مشاهده شده است .

مكانيزم ايجاد ترك از طريق نابجاييها . الف) تجمع نابجائيها در پشت مرز دانه ها (Zener)

ب) تلاقي نابجائيها (Cottrell)

کاترل مکانيزم د ومي رابراي ايجاد منشا ترک ارائه کرد. بد ين صورت که منشا ترکهاي ريز مي تواند د ر اثر تلا قي د و صفحه لغزش بايکد يگر ، د ر نتيجه د ر هم آميختن نابجاييها د ر محل تلا قي آن د و صفحه و ايجاد نابجاييها ي جد يد ، ناشي شود، اين مکانيز م مي تواند د ليلي براي ايجاد سطح شکست ( صفحه کليواژ ) مشاهده

شده د ر صفحه (001 ) د ر فلزات باساختار کريستالي مکعب مرکزدار (bcc ) باشد.

درفلزات چندين کريستالي شکست تر د ميتواند به صورت برون دانه اي ( بين دانه اي) و يا درون دانه اي باشد.

شکست برون دانه اي در بين دانه ها د ر امتداد مرز دانه ها ظاهر مي شود. د ليل اين نوع شکست بيشتر ميتواند وجود ناخالصيها يا جدايش و رسوب عناصر يا فازهاي ترد و شکننده د ر امتداد مرز دانه ها باشد. شکست ترد درفلزات بيشتر به صورت درون دانه اي است . بدين ترتيب که ترک د ر داخل دانه ها گسترش مي يابد. د رجه حرارت و سرعت تغيير شکل تاثير مخالفي برروي نوع شکست خواهد داشت ، به طوري که باکاهش درجه حرارت و ازد ياد سرعت تغيير شکل ، تمايل براي شکست ترد به صورت درون دانه اي د ر حين خزش د ر نتيجه تغييرات شيميائي دراثر اکسيداسيون ممکن خواهد بود. چنانچه اکسيداسيون برون دانه اي در فلزات صورت گيرد، تنش شکست بسيار کاهش مي يابد.

تافنس شکست:

چنانچه در جسمي ترک وجود داشته باشد، د راين صورت استحکام آن جسم استحکامي نيست که از طريق آزمايش کشش به دست مي آيد ، بلکه آن کمتر است. د راين صورت مسئله ترک واشاعه آن اهميت پيدا مي کند. در اينجا تافنس شکست به رفتار مکانيکي اجسام ، شامل ترک ياد يگر عيوب بسيار ريز سطحي ياداخلي مربوط ميشود. البته م يتوان اذعان کرد که عموما تمام اجسام عاري از عيب نبوده و شامل عيوبي هستند . دراين صورت آن چه که د رطراحي و اتنخاب مواد براي ما اهميت صنعتي ويژه اي دارد ، مشخص کردن حد اکثر تش قابل تحمل براي جسمي است که شامل عيبي با شکل و اندازه معيني است . بنابراين به کمک تافنس شکست مي توان توانايي جسمي که بطور کامل سالم نيست راد رمقابل يک بار خارجي وارد برجسم سنجيد.

معمولابراي تعيين تافنس شکست از آزمايش کشش برروي نمونه آماده شده اي از جنس معين که ترکي بطول وشکل معيني برطبق استاندارد درسطح ياداخل نمونه بطورعمد ايجاد شده استفاده مي شود، شکل نمونه به گونه اي د ر دستگاه آزمايش کشش قرار مي گيرد که ترک ريز به صورت عمود برامتداد تنش کششي قرار گيرد.

 

اکنون اين سئوال مطرح مي شود که به ازاي چه مقداري از تنش s جوانه ترک مصنوعي د ر داخل جسم گسترش مي يابد تاحدي که منجر به شکست نمونه شود . در اطراف اين ترک تنش به صورت پيچيده اي توزيع مي شود. حداکثر تنش کششي ايجاد شده د ر راس ترک بزرگتر از خارجيs است و تنش بحراني ( sc ) ناميده ميشود.تا زماني که sc کوچکتراز استحکام کششي است نمونه نمي شکند .

با وارد آمدن تنش به نمونه د ر محدوده الاستيکي ابتدا انرژي پتانسيل در نمونه ذ خيره مي شود . موقعي که ترک شروع به رشد مي کند بين مقدارکاهش انرژي پتانسيل ذخيره شده د رنمونه وانرژي سطحي ناشي از رشد ترک تعادل برقرار است . تازماني رشد ترک ادامه پيدا مي کند که از انرژي الاستيکي کاسته و به انرژي سطحي افزوده شود، يعني تالحظه اي که شکست ظاهر گرد د .

ابتدا گريفيث با توجه به روابط مربوط به انرژي پتانسيل ذ خيره شده و انرژي سطحي ترک در ماده الاستيکي ،مانند شيشه و تغيير و تبد يل آنها به يک د يگررابطه زير را ارائه کرد:

s=√2Egs ∕ pa

 

اين رابطه براي حالت تنش د و بعدي برقرار است . gs د ر اين رابطه انرژي سطحي ويژه و E مد ول الاستيکي ماده است .

براي حالت تغيير شکل د و بعدي ( حالت تنش سه بعدي باصرفنظر از تغيير شکل د ربعد سوم ) رابطه زير را ارائه کرد:

s = √ 2Egs ∕ pa(1_ n² )

لازم به تذکر است که رابطه گريفيث براي يک ماده الاستيکي شامل ترک بسيار ريز باراس ترک تيز ارائه شد و اين رابطه ترک باشعاع راس ترک 0≠r را شامل نمي شو د . بنابراين رابطه گريفيث شرط لازم براي تخريب است ، اما شرط کافي نيست .

در رابطه گريفيث انرژي تغيير شکل پلاستيکي در نظر گرفته نشده است . ازاين ر و اروان انرژي تغيير شکل پلاستيکي ، که براي فلزات و پليمرها در فرآيند شکست قابل توجه است رادر نظر گرفت و رابطه زير راارائه کرد:

s = √ 2E(gs+gp) ∕ pa

سپس اروين رابطه گريفيث را براي موادي که قابليت تغيير شکل پلاستيکي دارند ، به کار برد و باتوجه به ميزان رها شدن انرژي تغيير شکل الاستيکي در واحد طول ترک د رحين رشد ( G) رابطه زير را براي حالت تنش د و بعدي ارائه داد :

 

s = √ EG ∕ pa

بامقايسه با رابطه قبل (gs+gp) 2 = s است . بد ين ترتيب د ر لحظه ناپايداري ، وقتي ميزان رها شد ن انزژي تغيير شکل الاستيکي به يک مقدار بحراني رسيد ، شکست پديدار مي شود. در اين صورت در لحظه شکست :

 

براي حالت تنش دو بعدي                                                                                                    Gc= pasc² ∕ E

براي حالت کرنش دو بعدي                                                                           Gc= pa(1- n² ) sc² ∕ E = Kc² ∕ E

Gcمقياسي براي تافنس شکست يک ماده بوده و مقدار آن براي هر ماده اي ثابت و معين است . بامعلوم بودن اين کميت مي توان مشخص کرد که مقدارa به چه اندازه اي بايد برسد تاجسم بشکند . بدين ترتيب اين رابطه در مکانيزم شکست اهميت دارد. هرچقدر Gcکوچکتر باشد ، تافنس کمتر يا به عبارتي ماده تردتراست .

رابطه زير را براي حالت تنش دو بعدي مي توان به صورت زير نوشت :

 

Gc = √ EGc ∕ pa

 

 

و براي شرايط تغيير شکل نسبي د و بعدي رابطه زير ارائه شده است :

 

s = √ EGc ∕ pa(1_n²)

 

تعيين تنش شکست بحراني sc کار چندان ساده اي نيست . اما مي توان گفت که به ازاي تنشهاي جسم باوجود ترک هنوز نمي شکند . از اين رو تنش درحد پاينتر از مقدار بحراني با ضريب شدت تنش K توصيف و رابطه زير براي آن ارائه شد ه است :

K= fs√ pa

در اين رابطه f ضريب هند سه نمونه معيوب ، s تنش اعمالي وa اندازه عيب است ، در شکل تئوري گريفيث اگر عرض نمونه نامحدود فرض شود ، دراين صورت 1 = f است . با انجام آزمايش روي نمونه اي با اندازه معيني از عيب مي توان مقدار k ، که به ازاي آن ترک شروع به رشد کرده و موجب شکست ميشود ، را تعيين کرد . اين ضريب شدت تنش بحراني به عنوان تافنس شکست ناميده ميشود و به Kc نشان داده ميشود .اماازطرفي ، همچنين به ازاي تنش ثابتي درحد کوچکتر از استحکام کششي باافزايش کند ترک ، طول ترک (a) ميتواند به مقدار بحراني برسد و به ازاي آن نمونه تخريب شود.

 

تافنس شكست (Kc) از فولادي با تنش تسليم MN.m2 2070 با افزايش ضخامت تا تافنس شكست در حالت تغيير شكل صفحه اي (دو بعدي) كاهش مي يابد.

 

کميتهاي Kcو Gc بستگي به ضخامت نمونه دارد. همين که ضخامت نمونه افزايش يافت ، تافنس شکست Kcتا مقدار ثابتي کاهش مي يابد ، اين مقدار ثابت Kc تافنس شکست تغيير شکل نسبي دو بعدي KIc ناميده مي شود . Kc کميتي مستقل از اندازه نمونه است و در محاسبه استحکام که مستلزم اطمينان بالاست ، به کار ميرود .

بنابراين در طراحي در محاسبات بايد روابط زير توجه شود :

s< Kc ∕ √ pa

 

و در حالت تغيير شکل دو بعدي ( حالت تنش سه بعدي باناچيز بودن تغيير شکل در بعد سوم):

s< K1c ∕ √ pa

 

کميتهاي K1c و G1c نه فقط براي گسترش ترک ترد ونرم تعريف شد ه است ، بلکه همچنين براي شکست تحت شرايط تنش خوردگي ، خستگي و خزش نيز به کار ميرود. در جداول زير تافنس شکست تعدادي از مواد ارائه شده است .

 

تافنس شكست تعدادي از مواد طراحي

 

تافنس شكست در حالت تغيير طول نسبي دومحوري (KIc) تعدادي از مواد

اگر حد اکثر اندازه عيب موجود در قطعه a و مقدار تنش وارد برآن s باشد ، ميتوان ماده اي را باتافنس شکست Kc يا K1c به اندازه کافي بالا ، که بتواند از رشد ترک جلوگيري کند، انتخاب کرد. همچنين اگر حداکثر اندازه مجاز عيب موجود درقطعه و تافنس شکست ماده ، يعني Kc يا K1c، معلوم باشد در آن صورت ميتوان حداکثر تنش قابل تحمل براي قطعه رامشخص کرد. از اين رو ميتوان اندازه تقريبي قطعه را تيين کرد، آن چنان که از پايينتر آمدن حداکثر تنش ايجاد شده از حد مجاز، اطمينان حاصل شود.

همچنين اگر ماده معيني انتخاب و اندازه قطعه و تنش وارد برآن مشخص شده باشد ، حد اکثر اندازه مجاز عيب قابل تحمل را ميتوان به طور تقريب بدست آورد.

 

توانايي هرماده در مقابل رشد ترک به عوامل زير بستگي دارد:

1- عيوب بزرگ ، تنش مجاز را کاهش ميدهد. فنون خاص توليد، مانند جداسازي و کاهش ناخالصيهااز فلز مذاب و فشردن ذرات پودر در حالت داغ در توليد اجزاي سراميکي همگي ميتواند موجب کاهش اندازه عيب شود و تافنس شکست را بهبود ببخشد.

2- در فلزات انعطاف پذير ، ماده مجاور راس ترک ميتواند تغيير فرم يابد . به طوري که سبب باز شدن راحت راس ترک و کاسته شدن از حساسيت آن شده و ضزيب شدت تنش را کاهش داده و از رشد ترک جلوگيري ميکند معمولا افزايش استحکام فلز انعطاف پذيري را کاهش ميدهد و سبب کاهش تافنس شکست ميشود ، مانند سراميکهاوتعداد زيادي از پليمرها ، تافنس شکست بسيار پايينتر از فلزات دارند.

3- مواد ضخيمتر وصلبتر داراي تافنس شکست کمتر از مواد نازک هستند.

4- افزايش سرعت وارد کردن بار، مانند سرعت وارد شدن بار د ر آزمايش ضربه ، نوعاتافنس شکست جسم را کاهش ميدهد.

5- افزايش درجه حرارت معمولا تافنس شکست راافزايش ميدهد، همان گونه که د ر آزمايش ضربه اين چنين است .

6- با کوچک شدن اندازه دانه ها معمولا تافنس شکست بهبود مييابد ، د ر حالي که با وجود عيوب نقطه اي و نابجاييهاي بيشتر تافنس شکست کاهش مييابد. بنابراين مواد سراميکي دانه ريز ميتواند مقاومت به رشد ترک را بهبود بخشند.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:14 |

( شکست )

چکيده

بررسي مکانيزمهاي ايجاد ترک و مکانيزمهاي متفاوت رشد سريع يا در حد بحراني ترک و رشد آرام و پايينتر از رشد بحراني از اهميت ويژه صنعتي برخوردارند. بررسي فعل و انفعالات فيزيکي که به هنگام شکست روي ميدهد چندان ساده نيست، زيرا چگونگي ايجاد ترک و رشد آن و بالاخره نوع شکست در مواد کريستالي به جنس، ساختار شبکه کريستالي، ريزساختار و از آنجا که قطعات معمولا به طور کامل سالم و بدون عيب نيستند به نوع، اندازه و موقعيت عيب، نوع و حالت تنش وارد بر آنها بستگي خواهد داشت. معمولا شکست در فلزات به شکست نرم و شکست ترد تقسيم مي شود.

در صنعت هدف، کنترل و به تعويق انداختن است.

Fracture

Author: Alireza sanjari

Office: Home

Abstract

Mechanisms of crack creating and different mechanisms of quick growth of crack or in the critical limit of crack and lower than limit of is much of importance.

Extinguishing physical reactions which happen during facture, is more complex due to the creation of crack it is growth and at last the type of facture crystalline material is dependent on crystal latice structure , microstructure.

According to the fact that usually specimens are not perfect and are defective , they are dependent on location , type and size of defects and stress conditions.

Usually fracture in metals is classified into 2 categories: brittle & ductile.

In industry, our aim is to prevent and prolong fracture

شکست نرم:

بسياري از فلزات و آلياژهاي آنها، به ويژه آنهايي که داراي شبکه fcc هستند، مانند آلومينيوم و آلياژهاي آن، در تمام درجه حرارتها، شکست نرم خواهند داشت. شکست نرم به آرامي و پس از تغيير شکل پلاستيکي زياد به ازاي تنشي بالاتر از استحکام کششي ظاهر ميشود. از مشخصات شکست نرم، تحت تاثير تنش کششي، ظاهر گشتن گلويي يا نازکي موضعي و ايجاد حفره هاي بسيار ريز در درون قسمت گلويي و اتصال آنها به يکديگر تا رسيدن به حد يک ترک ريز و رشد آرام ترک تا حد پارگي يا شکست نهايي است.

 

مراحل مختلف شكست نرم در يك فلز انعطاف پذير

در اين نوع شکست علت ايجاد حفرهاي ريز در محدوده گلويي ميتواند تغيير شکل غير يکنواخت ناشي از ناخالصيهاي موجود در ماده اصلي زمينه باشد. لذا با ايجاد حفره هاي بسيار ريز در محدوده گلويي حالت تنش سه محوري برقرار ميشود که منجر به ايجاد ترک ميشود .

در طراحي و ساخت اجزاي ماشين آلات و در ساختمان سازي، تنشهاي وارد بر سازه هاي فلزي در محدوده الاستيکي انتخاب ميشود. بنابراين در کاربرد صنعتي، شکست در حالت تنش استاتيکي در مواد انعطاف پذير ( داکتيل ) يک پيشامد نامطلوب است.

ترك داخلي در نا حيه نازك شده در نمونه كششي مس با خلوص بالا

شکست ترد:

شکست ترد معمولا در فلزاتي با ساختار کريستالي مکعب مرکزدار(bcc ) و هگزاگونال متراکم (hcp) و آلياژهاي آنها در درجه حرارتهاي پايين ( معمولا پايينتر از دماي معمولي محيط ) و سرعتهاي تغيير شکل بالا بطور ناگهاني ظاهر ميشود. شکست ترد در امتداد صفحه کريستالي معيني، به نام صفحه کليواژ، انجام ميگيرد. در شکست ترد عموما تغيير شکل پلاستيکي قابل توجهي در منطقه شکست مشاهده نميشود.

نظريه شکست ابتدا علت شکست را اين چنين بيان کرد که تمام پيوندهاي اتمي در امتداد صفحه شکست هم زمان با هم گسيخته ميشوند. بدين ترتيب که با ازدياد تنش فاصله اتمها از يکديگر دور ميشوند ودر نهايت به محض اينکه تنش به حد تنش شکست ( تنش بحراني ) رسيد، در نتيجه گسستن تمامي پيوندهاي اتمي در صفحه عمود بر امتداد کشش، شکست پديدار ميشود.

در جدول زير تنشهاي بحراني عمود بر صفحات کريستالي معين در چند تک کريستال براي شکست داده شده است.

شكست ترد وتعدادي از تك كريستالها

 

عملا تنش لازم براي شکست مواد لازم فلزي به اندازه قابل توجهي کمتراز تنش شکست محا سبه شده ا ز طريق تئوري است . بنابراين فعل وانفعال شکست نميتواند از طريق گسستن همزمان تمامي پيوند هاي اتمي درامتداد سطح شکست صورت گيرد. بد ين ترتيب فعل و انفعالات شکست عملا بيشتر از طريق ايجاد يک ترک بسيار ريز به عنوان منشا ترک و رشد و پيشروي آن انجام ميگيرد . براي پيشروي ترک د ر يک ماده لازم است مقدار تنش متمرکز در نوک ترک از استحکام کششي در آن موضع فراتر رود . د ر مواردي که شرايط براي پيشروي منشا ترک مساعد نيست ترک مي تواند متوقف گشته وشکست پديدار نشود.

تئوري گريفيت:

او چنين بيان مي کند که در ماده اي که حاوي تعدادي ترک بسيار ريز باطول معيني است ، همين که مقدار تنش متمرکز درنوک ترک ، حداقل به مقدار تنش لازم براي گسستن پيوندهاي اتمي د رآن موضع ( استحکام کششي ) رسيد، شکست ظاهر ميشود . باپيشرفت ترک ، سطح ترک افزايش مي يابد . اين مطلب بدين معني است که براي ايجاد اين سطح بايد انرژي به کار برده شود . اين مقدار انرژي از انرژي تغيير شکل کسب مي شود.

بنابراين فرضيه گريفيت علت پديدار گشتن شکست ترد را وجود ترکها و خراشهاي سطحي بسيار ريز ( با اندازه بحراني) و پائين بودن استحکام را د رآن مواضع مي داند . اماموادب هم وجود دارد که بد ون داشتن ترکهاي سطحي بسيار ريز شکست ترد د ر آنها پديدار مي شود . بنابراين د ر اين گونه مواد هم بايد فعل وانفعالاتي صورت گيرد که موجب به وجود آمدن تمرکز تنش وفراتر رفتن موضعي مقدارتنش از استحکام کششي ود رنتيجه ايجاد منشا ترک شود. زنر و اشترو مکانيزم اين فعل و انفعال راچنين بيان داشتند که در حين تغيير شکل پلا ستيکي نابجاييها در پشت موانع ( مانند مرزدانه ها ومرز مشترک د و قلوييها ) تجمع يافته وبدين ترتيب در زير نيم صفحه هاي مربوط به اين نابجاييها ترکهاي بسيار ريزي ايجاد مي شود .

اين ترکهاي بسيار ريزهمچنين مي تواند محلهاي مناسبي براي نفوذ عناصري مانند اکسيژن ، ازت وکربن درآنها وايجاد فازهاي ثانوي ترد ودر نتيجه شکست ترد باشند. چنين رفتار ترد د ر شکست ترد مس باوجود عناصري مانند آنتيموان وآهن همراه بااکسيژن مشاهده شده است .

مكانيزم ايجاد ترك از طريق نابجاييها . الف) تجمع نابجائيها در پشت مرز دانه ها (Zener)

ب) تلاقي نابجائيها (Cottrell)

کاترل مکانيزم د ومي رابراي ايجاد منشا ترک ارائه کرد. بد ين صورت که منشا ترکهاي ريز مي تواند د ر اثر تلا قي د و صفحه لغزش بايکد يگر ، د ر نتيجه د ر هم آميختن نابجاييها د ر محل تلا قي آن د و صفحه و ايجاد نابجاييها ي جد يد ، ناشي شود، اين مکانيز م مي تواند د ليلي براي ايجاد سطح شکست ( صفحه کليواژ ) مشاهده

شده د ر صفحه (001 ) د ر فلزات باساختار کريستالي مکعب مرکزدار (bcc ) باشد.

درفلزات چندين کريستالي شکست تر د ميتواند به صورت برون دانه اي ( بين دانه اي) و يا درون دانه اي باشد.

شکست برون دانه اي در بين دانه ها د ر امتداد مرز دانه ها ظاهر مي شود. د ليل اين نوع شکست بيشتر ميتواند وجود ناخالصيها يا جدايش و رسوب عناصر يا فازهاي ترد و شکننده د ر امتداد مرز دانه ها باشد. شکست ترد درفلزات بيشتر به صورت درون دانه اي است . بدين ترتيب که ترک د ر داخل دانه ها گسترش مي يابد. د رجه حرارت و سرعت تغيير شکل تاثير مخالفي برروي نوع شکست خواهد داشت ، به طوري که باکاهش درجه حرارت و ازد ياد سرعت تغيير شکل ، تمايل براي شکست ترد به صورت درون دانه اي د ر حين خزش د ر نتيجه تغييرات شيميائي دراثر اکسيداسيون ممکن خواهد بود. چنانچه اکسيداسيون برون دانه اي در فلزات صورت گيرد، تنش شکست بسيار کاهش مي يابد.

تافنس شکست:

چنانچه در جسمي ترک وجود داشته باشد، د راين صورت استحکام آن جسم استحکامي نيست که از طريق آزمايش کشش به دست مي آيد ، بلکه آن کمتر است. د راين صورت مسئله ترک واشاعه آن اهميت پيدا مي کند. در اينجا تافنس شکست به رفتار مکانيکي اجسام ، شامل ترک ياد يگر عيوب بسيار ريز سطحي ياداخلي مربوط ميشود. البته م يتوان اذعان کرد که عموما تمام اجسام عاري از عيب نبوده و شامل عيوبي هستند . دراين صورت آن چه که د رطراحي و اتنخاب مواد براي ما اهميت صنعتي ويژه اي دارد ، مشخص کردن حد اکثر تش قابل تحمل براي جسمي است که شامل عيبي با شکل و اندازه معيني است . بنابراين به کمک تافنس شکست مي توان توانايي جسمي که بطور کامل سالم نيست راد رمقابل يک بار خارجي وارد برجسم سنجيد.

معمولابراي تعيين تافنس شکست از آزمايش کشش برروي نمونه آماده شده اي از جنس معين که ترکي بطول وشکل معيني برطبق استاندارد درسطح ياداخل نمونه بطورعمد ايجاد شده استفاده مي شود، شکل نمونه به گونه اي د ر دستگاه آزمايش کشش قرار مي گيرد که ترک ريز به صورت عمود برامتداد تنش کششي قرار گيرد.

 

اکنون اين سئوال مطرح مي شود که به ازاي چه مقداري از تنش s جوانه ترک مصنوعي د ر داخل جسم گسترش مي يابد تاحدي که منجر به شکست نمونه شود . در اطراف اين ترک تنش به صورت پيچيده اي توزيع مي شود. حداکثر تنش کششي ايجاد شده د ر راس ترک بزرگتر از خارجيs است و تنش بحراني ( sc ) ناميده ميشود.تا زماني که sc کوچکتراز استحکام کششي است نمونه نمي شکند .

با وارد آمدن تنش به نمونه د ر محدوده الاستيکي ابتدا انرژي پتانسيل در نمونه ذ خيره مي شود . موقعي که ترک شروع به رشد مي کند بين مقدارکاهش انرژي پتانسيل ذخيره شده د رنمونه وانرژي سطحي ناشي از رشد ترک تعادل برقرار است . تازماني رشد ترک ادامه پيدا مي کند که از انرژي الاستيکي کاسته و به انرژي سطحي افزوده شود، يعني تالحظه اي که شکست ظاهر گرد د .

ابتدا گريفيث با توجه به روابط مربوط به انرژي پتانسيل ذ خيره شده و انرژي سطحي ترک در ماده الاستيکي ،مانند شيشه و تغيير و تبد يل آنها به يک د يگررابطه زير را ارائه کرد:

s=√2Egs ∕ pa

 

اين رابطه براي حالت تنش د و بعدي برقرار است . gs د ر اين رابطه انرژي سطحي ويژه و E مد ول الاستيکي ماده است .

براي حالت تغيير شکل د و بعدي ( حالت تنش سه بعدي باصرفنظر از تغيير شکل د ربعد سوم ) رابطه زير را ارائه کرد:

s = √ 2Egs ∕ pa(1_ n² )

لازم به تذکر است که رابطه گريفيث براي يک ماده الاستيکي شامل ترک بسيار ريز باراس ترک تيز ارائه شد و اين رابطه ترک باشعاع راس ترک 0≠r را شامل نمي شو د . بنابراين رابطه گريفيث شرط لازم براي تخريب است ، اما شرط کافي نيست .

در رابطه گريفيث انرژي تغيير شکل پلاستيکي در نظر گرفته نشده است . ازاين ر و اروان انرژي تغيير شکل پلاستيکي ، که براي فلزات و پليمرها در فرآيند شکست قابل توجه است رادر نظر گرفت و رابطه زير راارائه کرد:

s = √ 2E(gs+gp) ∕ pa

سپس اروين رابطه گريفيث را براي موادي که قابليت تغيير شکل پلاستيکي دارند ، به کار برد و باتوجه به ميزان رها شدن انرژي تغيير شکل الاستيکي در واحد طول ترک د رحين رشد ( G) رابطه زير را براي حالت تنش د و بعدي ارائه داد :

 

s = √ EG ∕ pa

بامقايسه با رابطه قبل (gs+gp) 2 = s است . بد ين ترتيب د ر لحظه ناپايداري ، وقتي ميزان رها شد ن انزژي تغيير شکل الاستيکي به يک مقدار بحراني رسيد ، شکست پديدار مي شود. در اين صورت در لحظه شکست :

 

براي حالت تنش دو بعدي                                                                                                    Gc= pasc² ∕ E

براي حالت کرنش دو بعدي                                                                           Gc= pa(1- n² ) sc² ∕ E = Kc² ∕ E

Gcمقياسي براي تافنس شکست يک ماده بوده و مقدار آن براي هر ماده اي ثابت و معين است . بامعلوم بودن اين کميت مي توان مشخص کرد که مقدارa به چه اندازه اي بايد برسد تاجسم بشکند . بدين ترتيب اين رابطه در مکانيزم شکست اهميت دارد. هرچقدر Gcکوچکتر باشد ، تافنس کمتر يا به عبارتي ماده تردتراست .

رابطه زير را براي حالت تنش دو بعدي مي توان به صورت زير نوشت :

 

Gc = √ EGc ∕ pa

 

 

و براي شرايط تغيير شکل نسبي د و بعدي رابطه زير ارائه شده است :

 

s = √ EGc ∕ pa(1_n²)

 

تعيين تنش شکست بحراني sc کار چندان ساده اي نيست . اما مي توان گفت که به ازاي تنشهاي جسم باوجود ترک هنوز نمي شکند . از اين رو تنش درحد پاينتر از مقدار بحراني با ضريب شدت تنش K توصيف و رابطه زير براي آن ارائه شد ه است :

K= fs√ pa

در اين رابطه f ضريب هند سه نمونه معيوب ، s تنش اعمالي وa اندازه عيب است ، در شکل تئوري گريفيث اگر عرض نمونه نامحدود فرض شود ، دراين صورت 1 = f است . با انجام آزمايش روي نمونه اي با اندازه معيني از عيب مي توان مقدار k ، که به ازاي آن ترک شروع به رشد کرده و موجب شکست ميشود ، را تعيين کرد . اين ضريب شدت تنش بحراني به عنوان تافنس شکست ناميده ميشود و به Kc نشان داده ميشود .اماازطرفي ، همچنين به ازاي تنش ثابتي درحد کوچکتر از استحکام کششي باافزايش کند ترک ، طول ترک (a) ميتواند به مقدار بحراني برسد و به ازاي آن نمونه تخريب شود.

 

تافنس شكست (Kc) از فولادي با تنش تسليم MN.m2 2070 با افزايش ضخامت تا تافنس شكست در حالت تغيير شكل صفحه اي (دو بعدي) كاهش مي يابد.

 

کميتهاي Kcو Gc بستگي به ضخامت نمونه دارد. همين که ضخامت نمونه افزايش يافت ، تافنس شکست Kcتا مقدار ثابتي کاهش مي يابد ، اين مقدار ثابت Kc تافنس شکست تغيير شکل نسبي دو بعدي KIc ناميده مي شود . Kc کميتي مستقل از اندازه نمونه است و در محاسبه استحکام که مستلزم اطمينان بالاست ، به کار ميرود .

بنابراين در طراحي در محاسبات بايد روابط زير توجه شود :

s< Kc ∕ √ pa

 

و در حالت تغيير شکل دو بعدي ( حالت تنش سه بعدي باناچيز بودن تغيير شکل در بعد سوم):

s< K1c ∕ √ pa

 

کميتهاي K1c و G1c نه فقط براي گسترش ترک ترد ونرم تعريف شد ه است ، بلکه همچنين براي شکست تحت شرايط تنش خوردگي ، خستگي و خزش نيز به کار ميرود. در جداول زير تافنس شکست تعدادي از مواد ارائه شده است .

 

تافنس شكست تعدادي از مواد طراحي

 

تافنس شكست در حالت تغيير طول نسبي دومحوري (KIc) تعدادي از مواد

اگر حد اکثر اندازه عيب موجود در قطعه a و مقدار تنش وارد برآن s باشد ، ميتوان ماده اي را باتافنس شکست Kc يا K1c به اندازه کافي بالا ، که بتواند از رشد ترک جلوگيري کند، انتخاب کرد. همچنين اگر حداکثر اندازه مجاز عيب موجود درقطعه و تافنس شکست ماده ، يعني Kc يا K1c، معلوم باشد در آن صورت ميتوان حداکثر تنش قابل تحمل براي قطعه رامشخص کرد. از اين رو ميتوان اندازه تقريبي قطعه را تيين کرد، آن چنان که از پايينتر آمدن حداکثر تنش ايجاد شده از حد مجاز، اطمينان حاصل شود.

همچنين اگر ماده معيني انتخاب و اندازه قطعه و تنش وارد برآن مشخص شده باشد ، حد اکثر اندازه مجاز عيب قابل تحمل را ميتوان به طور تقريب بدست آورد.

 

توانايي هرماده در مقابل رشد ترک به عوامل زير بستگي دارد:

1- عيوب بزرگ ، تنش مجاز را کاهش ميدهد. فنون خاص توليد، مانند جداسازي و کاهش ناخالصيهااز فلز مذاب و فشردن ذرات پودر در حالت داغ در توليد اجزاي سراميکي همگي ميتواند موجب کاهش اندازه عيب شود و تافنس شکست را بهبود ببخشد.

2- در فلزات انعطاف پذير ، ماده مجاور راس ترک ميتواند تغيير فرم يابد . به طوري که سبب باز شدن راحت راس ترک و کاسته شدن از حساسيت آن شده و ضزيب شدت تنش را کاهش داده و از رشد ترک جلوگيري ميکند معمولا افزايش استحکام فلز انعطاف پذيري را کاهش ميدهد و سبب کاهش تافنس شکست ميشود ، مانند سراميکهاوتعداد زيادي از پليمرها ، تافنس شکست بسيار پايينتر از فلزات دارند.

3- مواد ضخيمتر وصلبتر داراي تافنس شکست کمتر از مواد نازک هستند.

4- افزايش سرعت وارد کردن بار، مانند سرعت وارد شدن بار د ر آزمايش ضربه ، نوعاتافنس شکست جسم را کاهش ميدهد.

5- افزايش درجه حرارت معمولا تافنس شکست راافزايش ميدهد، همان گونه که د ر آزمايش ضربه اين چنين است .

6- با کوچک شدن اندازه دانه ها معمولا تافنس شکست بهبود مييابد ، د ر حالي که با وجود عيوب نقطه اي و نابجاييهاي بيشتر تافنس شکست کاهش مييابد. بنابراين مواد سراميکي دانه ريز ميتواند مقاومت به رشد ترک را بهبود بخشند.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:14 |

ميكرسكوپ نيروي اتمي دستگاهي است كه براي بررسي خواص و ساختار سطحي مواد در

ابعاد نانومتر بكار مي رود . انعطاف پذيري ، سيگنالهاي بالقوة متعدد، و امكان عملكرد دستگاه در مدهاي مختلف

محققين را در بررسي سطوح گوناگون ، تحت شرايط محي طي متفاوت توانمند ساخته است . اين دستگاه امكان

عملكرد در محيط خلاء، هوا، و مايع را دارد . بر خلاف اكثر روشهاي بررسي خواص سطوح ، در اين روش

غالباً محدوديت اساسي بر روي نوع سطح و محيط آن وجود ندارد . با اين دستگاه امكان بررسي سطوح رسانا يا

عايق، نرم يا سخت، من سجم يا پودري، بيولوژيك و آلي يا غير آلي وجود دارد . خواص قابل اندازه گيري با

اين دستگاه شامل مورفولوژي هندسي، توزيع چسبندگي، اصطكاك، ناخالصي سطحي، جنس نقاط مختلف

سطح، كشساني، مغناط يس، بزرگي پيوندهاي شيم يايي، توزيع بارهاي الكتريكي سطحي، و قطبش الكتريكي

نقاط مختلف مي باشد . در عمل از اين قابليتها براي بررسي خوردگي، تميزي ، يكنواختي ، زبر ي، چسبندگي،

اصطكاك، اندازه وغيره استفاده مي شود.

این پروژه به صورت کامل و به همراه تصاویر رنگی میباشد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:12 |

 

لوله ها :

ناميده مي « تيوپ » يا « لوله » محصولاتي آه بصورت تيوپ عرضه مي شوند , عموماً

شوند.تيوپ ها آه آاربرد آن درمبدل ها ،بويلرها ،قطعات ابزار دقيق و ماشين آلات است،

مشخص مي گردند. «BWG» توسط قطر خارجي و ضخامت جداره بر حسب يك هزارم اينچ يا

«Schedule Number» وضخامت برحسب « قطر نامي لوله » در حاليكه لوله ها توسط

شناسائي مي شوند.البته در استانداردهاي مختلف تقسيم بنديهاي متعددي در اين زمينه

صورت گرفته است, بدين دليل در ابتدا به تشريح استانداردها مي پردازيم :

: Piping استانداردهاي

استانداردها و آدها براي سرويس هاي مختلف توسط موسسات استاندارد بين المللي تهيه و

توزيع ميگردد.اين استانداردها شامل نحوه ساخت لوله،نحوه استفاده،طراحي،انشعاب،اتصال

،نحوه نصب و نحوه تست خطوط لوله مي باشند.در تهيه اين استانداردها مهمترين مطلبي آه

در هنگام استفاده و آارآرد است . « ايمني » مورد نظر بوده

اين استانداردها بسته به شرايط از گذشته تا آنون تكميل تر شده و در حال تغيير بوده اند.

استانداردهائي ارائه آرده اند آه از جمله مي توان به Piping انجمن هاي مختلف در زمينه

موارد زير اشاره نمود :

ASME

ASTM

ANSI

AWWA

API

American Society Of Mechanical Engineers

American Society for Testing and Materials

American National Standards Institute

American Water Works Association

American Petroleum Institute

استانداردهاي ديگري نيز در لوله آشي مورد استفاده قرار مي گيرند تا استانداردهاي فوق را

تكميل نمايند ، از جمله اين استانداردها مي توان به موارد زير اشاره نمود :

2

PPI

AWS

PFI

MMS

Plastic Pipe Institute

American Welding Society

Pipe Fabrication Institute

Manufacturers Standardization Society of Valve

and fitting Industry

استانداردي است آه عموميت بيشتري دارد. اين استاندارد لوله آشي «ASME» استاندارد

در آاربردهاي گوناگون را تقسيم بندي و توضيح داده است :

B31.1

B31.2

B31.3

B31.5

B31.9

Power Piping

Fuel Gas Piping

Chemical Plant And Petroleum Refinery Piping

Refrigeration Piping

Building Service Piping

لوله ها در آلاسهاي متفاوت و بسته به آاربرد توليد و عرضه مي شود.بطورآلي محصولات

لوله به چند نوع اصلي تقسيم شده اند.هريك از اين گروهها نيز به بخشهائي ريز مي

گردند.نمونه اي از اين دسته بندي به شرح زير است :

3

در ادامه اين جدول نيز مشخصاتي چون مساحت سطح مقطع ، وزن طولي ،ممان

اينرسي و ديگر مشخصات لوله نيز آمده است. موسسه استاندارد نفت امريکا نيز

که نسبت به ديگر استانداردها ، لوله (API 5L) استانداردي براي لوله ها ارائه داده است

Stainless Steel هائي با سايزها و ضخامت جداره متنوعي معرفي نموده است.لوله هاي

اين C 5 ساخته مي شوند که در ستون S, 10S, 40S, نيز در ضخامتهاي متفاوت (S.S)

جدول آمده است. .اگر روش توليد لوله فرم دادن ورقها بصورت استوانه اي و جوش دادن دو

مي گويند،ولي اگر با استفاده از (Seam-Welded) لبه ورق باشد، آنرا لوله با درزجوش

مي نامند.انتهاي لوله ها معمولاً (Seamless Cast) قالب توليد شود آنرا لوله بدون درزجوش

ويا Beveled End (B.E) يا « پخ زده » ويا بصورت Plain End (P.E) يا « مسطح » بصورت

B.E است. در زير نمونه اي از نوع Threaded & Coupled (T&C) « رزوه شده کوپلينک دار »

آمده است :

دسته بندي اصلي لوله ها

نوع لوله آاربرد

Standard استاندارد

لوله هاي ساختماني،سرويس هاي آم فشار ، سرويس هاي

مبرد و...

سرويس هاي مايع ، گاز يا بخار با دما و فشار نسبتاً بالا Pressure تحت فشار

Line خطوط

لوله با سر مسطح يا رزوه شده براي خطوط لوله نفت ، گاز يا

بخار

لوله هاي مورد مصرف در پمپ ها، توربين ها و.. Water Well آب تميز

متفرقه جهت مصارف گوناگون مانند : سرويس هاي فلاشينگ

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد به همراه تصاویر رنگی

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 2:5 |

مقدمه

شرح گزارش

مراحل توليد قامه خاور

   مرحله اول: قالب سازي

دستگاه فرز CNC

دستگاه اسپارگ

    مرحله دوم: فورج

 دستگاه برش ميلگرد(گيوتين)

كوره هاي القاي عمليات حرارتي

پرسها

    مرحله سوم: عمليات حرارتي

كوينچ كردن

نرماليزه كردن

تمپر كردن

اينداكشن

   مرحله چهارم:شات پلاست

   مرحله پنجم : كوئنينگ كردن

 

این پروزه به صورت کامل و به صورت گزارش کارآموزی موجود میباشد

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:55 |

متالوگرافی (به انگلیسی: Metallugraphy) به علم و هنر آماده‌سازی نمونه‌های فلزی و بررسی ریزساختار میکروسکوپی آنها گفته می‌شود.

عملیات آماده‌سازی نمونه‌ها شامل سمباده‌زنی سطح آنها پولیش‌کاری و اچ‌کردن است.

متالوگرافی:        

آماده سازي نمونه متالوگرافي را تا حد زيادي مي توان يک هنر دانست معمولا در آزمايشگاه هاي مختلف از شيوه هاي متفاوتي براي آماده سازي نمونه استفاده مي شود با توجه به اينکه فلزات از نظر سختي و بافت با يکديگر متفاوت هستند و از اين نظر با توجه به نوع فلز مورد آزمايش روش آماده سازي نمونه ممکن است کمي متفاوت باشد ولي بطور کلي عمليات آماده سازي نمون ها مشابه است به منظور آشنايي با فرايند آمده سازي يک نمونه متالوگرافي روش رايج در مورد آهن و فولاد مورد بررسي قرار مي گيرد آنچه که مورد بحث قرار مي گيرد تنها يک توضيح کلي است و براي دستيابي به اطلاعات دقيق تر بايد به مرجع مناسب تري مراجعه شود آماده سازي نمونه متالوگرافي را تا حد زيادي مي توان يک هنر دانست معمولا در آزمايشگاه هاي مختلف از شيوه هاي متفاوتي براي آماده سازي نمونه استفاده مي شود با توجه به اينکه فلزات از نظر سختي و بافت با يکديگر متفاوت هستند و از اين نظر با توجه به نوع فلز مورد آزمايش روش آماده سازي نمونه ممکن است کمي متفاوت باشد ولي بطور کلي عمليات آماده سازي نمون ها مشابه است به منظور آشنايي با فرايند آمده سازي يک نمونه متالوگرافي روش رايج در مورد آهن و فولاد مورد بررسي قرار مي گيرد آنچه که مورد بحث قرار مي گيرد تنها يک توضيح کلي است و براي دستيابي به اطلاعات دقيق تر بايد به مرجع مناسب تري مراجعه شود شرح :يک نمونه کوچک که از يک قطعه فولادي جدا شده را در نظر بگيريد که يک سطح تخت مناسب در يک طرف اين نمونه بوسيله اره کردن و سنگ زني آمده شده است روش معمول اينست که اين نمونه در يک قرص پلاستيکي با قطر يک اينچ 25 ميليمتر و ضخامت يک دوم اينچ نصب مي شود به طوري که آن سطح از نمونه که قرار است پوليش شود در يک طرف ديسک قرار بگيرد دريک روش براي توليد اين قرص نمونه در داخل يک قالب ساده استوانه اي قرار داده شده و سپس رزين اپوکسي مايع در داخل قالب ريخته مي شود اين مراحل به چهار مرحله مختلف طبقه بندي مي شود.

 

1) سايش نرم

2) پرداخت خشن

3) پرداخت نهايي

4) اچ کردن

 

در سه قسمت اول هدف اصلي کاهش ضخامت لايه تغيير شکل يافته زير سطح نمونه است عمليّات برش سنگ زني و سايش فلز نزديک به سطح را به شدت تغيير شکل مي دهند ساختار واقعي فلز تنها زماني آشکار مي شود که لايه تغيير شکل يافته کاملا از روي سطح برداشته شود چون هر مرحله از آماده سازي نمونه نيز به خودي خود باعث تغيير شکل در سطح مي شود ، بنابراين در هر مرحله بايد از ساينده هاي نرم تر از قبلي استفاده شود هر ساينده سبب جدا شدن لايه تغيير شکل يافته ناشي از مرحله قبل مي شود در حالي که همين ساينده ، يک لايه اعوجاج يافته با عمق کمتر نيز توليد مي کند سايش نرم در اين مرحله سطح نمونه با استفاده از پودر هاي کاربيد سيليسيم که بر ريو کاغذ هاي مخصوص تعبيه شده اند ساييده مي شود ممکن است نمونه بصورت دستي روي کاغذ سنباده اي که روي يک سطح تخت نظير يک تکه شيشه تخت قرار دارد ساييده شود همچنين ممکن است کاغذ سنباده روي سطح يک چرخ دوار افقي و تخت چسبانيده شده و سپس نمونه متالوگرافي روي آن قرار داده شود در هر دو روش معمولا از آب به عنوان يک روانساز استفاده مي شود که باعث حمل ذرات جدا شده از سطح نيز مي شود سه نوع ساينده با شماده هاي 320 ،400، 600 که در آنها به ترتيب اندازه ذرات کاربيد سيليسيم برابر 33 ، 23 ، 17 ميکرون است مورد استفاده قرار مي گيرند در هر يک از مراحل سايش اوليه نمونه بصورتي روي يک سطح حرکت داده مي شود که خراش ها فقط دريک جهت تشکيل شود هنگام تعويض يک کاغذ سنباده نمونه به اندازه تقريبي 45 درجه دوران داده مي شود که در نتيجه خراش هاي جديد تشکيل شده در روي سطح با خراش هاي قبلي زاويه مي سازند سايش تا زماني ادامه مي يابد که خراش هاي تشکيل شده از مراحل قبل ناپديد شوند.پرداخت خشن اين مرحله بسيار حساس است در حال حاضر ماده ساينده مورد استفاده براي عمليات پرداخت خشن پودر الماس با اندازه دانه تقريبي 6 ميکرون است پودر الماس در خميري قابل حل در روغن نگه داري و حمل نقل مي شود در اين مرحله مقدار کمي از اين خمير بر روي سطح يک چرخ دوار که با يک پارچه نايلوني پوشيده است قرار مي گيرد روانساز مورد استفاده در حين عمليات پرداخت روغني مخصوص است نمونه روس چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه اي فشار داده مي شود در طول اين مرحله نمونه در يک محل خاص و ثابت روي چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه اي فشار داده مي شود در طول اين مرحله نمونه در يک محل خاص ثابت روي چرخ پرداخت نگه داشته نمي شود و د حول چرخ و در جهت مخالف دوران چرخ حرکت داده مي شود در نتيجه عمل پرداخت با يکنواختي بالايي انجام مي شود ذرات الماس خاصيت داده مي شود در نتيجه عمل پرداخت با يکنواختي بالايي انجام مي شود ذرات الماس خاصيت برش شديدي داشته و در جدا کردن لايه عميق تغيير شکل يافته ناشي از عمليات سايش اوليه بسيار موثرند پودر الماس 6ميکرون قادر به جدا سازي لايه تغيير شکل يافته حاصل از ساينده کاربيد سيليسيم 17 ميکروني در مرحله آخر سايش اوليه است پرداخت نهايي در اين مرحله خراش هاي ظريف و لايه هاي اعوجاج يافته بسيار ريز که از مرحله پرداخت خشن باقي مانده اند جدا مي شوند ماده پرداخت مورد استفاده اغلب پودر آلومينا از نوع گاما با اندازه دانه 05/0 ميکرون است اين پودر روي يک چرخ دوار پوشيده شده با پارچه ريخته شده و از آب مقطر به عنوان رونساز استفاده مي شود بر خلاف پارچه نايلوني بدون پرز استفاده شده در پوليش خشن ، پارچه مورد استفاده در مرحله عموما پرزدار است چنانچه اين مرحله و مرحله قبلي با دقت کافي انجام شوند ، سطحي عاري از خراش و تقريبا بدون هيچ لايه فلزي اعوجاج يافته قابل تشخيص تشکيل مي شود اچ کردن معمولا در نمونه متالوگرافي ساختار داده ها پس از پايان عمليات پرداخت نهايي در زير ميکروسکوپ مشخص نيست ضخامت مرز دانه هاي يک فلز در بهترين حالت در حد ضخامت چند اتم است در حالي که توان آشکار سازي يک ميکروسکوپ بسيار کمتر از حد لازم براي تشخيص آنهاست تنها در فلزي که بلور هايي با رنگ هاي مختلف در تماس با يکديگر باشند ، قابل رويت ساختن مرز دانه ها نمونه هاي متالوگرافي اچ مي شوند که اين عمليات با فرو بردن سطح نمونه پوليش شده در يک محلول اچ ضعيف اسيدي يا قليايي انجام مي شود رايج ترين محلول مورد استفاده براي فولاد هاي نايتال نام دارد که محتوي محلول 2% اسيد نيتريک در الکل است در بعضي حالات مي توان عمل اچ را توسط مالش ملايم يک تکه پنبه آغشته به محلول اچ بر روي سطح انجام داد در هر صورت در نتيجه اين عمل مقداري از سطح فلز حل شده و از سطح خارج مي شود چنانچه محلول اچ مورد استفاده مناسب باشد سطح فلز بصورت يکنواخت حل نمي شود گاهي عامل اچ کننده به مرز دانه ها سريع تر از سطح دانه ها حمله مي کند ساير محلول ساير محلول هاي اچ ، دانه هاي مختلف را بر اساس جهت گيري آن ها حل خواهند کردپس از اچ کردن مرز ها به صورت پله هايي کم عمق در سطح ظاهر مي شوند جداره هاي عمودي اين پله ها نور را همانند سطوح بلوري نسبتا صاف به عدسي هاي شيئ ميکروسکوپ منعکس نمي کنند و در نتيجه محل مرز بلوري در زير ميکروسکوپ قابل رويت مي شوند پرداخت الکتريکي و اچ الکتريکي در فلزاتي نظير فولاد زنگ نزن تيتانيم و زير کونيم که از بين بردن لايه هاي سطحي اعوجاج يافته بسيار مشکل است پوليش مکانيکي مناسب نيست بنابراين اغلب اين مواد توسط روش پرداخت الکتريکي در آخرين مرحله پرداخت مي شوند در اين حالت نمونه به عنوان آند و يک ماده غير قابل حل به عنوان کاتد در يک حمام الکتروليتي به صورت مناسب قرار مي گيرند چنانچه از دانسيته جريان مناسب استفاده شود مي توان سطح نمونه را به صورتي حل کرد که يک سطح پرداخت مناسب توليد شود در روش پرداخت الکتريکي حمام و دانسيته جريان بايد به صورت مجزا طوري کنترل شوند که سطحي صاف و بودن پستي و بلندي توليد شود همچنين با تغيير ترکيب شيميايي حمام و دانسيته جريان مي توان سطحي با پستي بلندي هاي مناسب عمليات اچ را توليد کرد به اين مراحل پرداخت الکتريکي گويند

فهرست مطالب

عنوان                                                                                   صفحه

مقدمه. 3

متالوگرافي Metallography.. 4

مطالعه ميكروسكوپي.. 6

مراحل انجام آزمايش ميكروسكوپي.. 6

توضيح انتخاب نمونه. 6

1. نمونه برداري.. 7

2. سنگ زني خشن.. 9

3. قالب‌گيري (سوار كردن) نمونه‌ها 9

پوليش كردن (صيقل كردن). 11

ظاهر سازي ساختار و اچ كردن.. 16

ميكروسكوپ‌هاي نوري متالوگرافي.. 19

انواع ميكروسكوپ‌هاي نوري متالوگرافي.. 19

آزمايش ميكروسكوپي (ريز نهايي). 20

ميكروسكوپ‌هاي متالورژيكي.. 23

فلزهاي محلول و نامحلول.. 24

محلول جامد.. 25

محلول‌هاي جامد جاي نشيني.. 25

تعريف فلزها و ساختار در دياگرام آهن ـ كربن.. 26

شبكه يوتكتيك دوتايي سفيد.. 28

 

 

ابزارها و روش آزمايش ميكروسكوپي در متالوگرافي

 

مقدمه

روش‌ها و ابزار متعددي به منظور ظاهر ساختن تركيب و ساختمان فلزها و آلياژها توسعه پيدا كرده‌اند. متالوگرافي يا ميكروسكوپي عبارت است از مطالعه ميكروسكوپي ويژگي‌هاي ساختاري يك فلز يا يك آلياژ ميكروسكوپ به مراتب مهم‌ترين وسيله متالوژيست از نقطه نظر علمي و فني است. با ميكروسكوپ مي‌توان اندازه دانه و اندازه شكل و توزيع فلزهاي مختلف و ناخالصي‌هايي را كه روي خواص مكانيكي يك فلز تاثير عميقي دارند تعيين كرد. ساختار ميكروسكوپي، عمليات مكانيكي و حرارتي يك فلز را آشكار مي‌كند و حتي مي‌توان رفتار مورد نظر آن را تحت شرايط معين پيش بيني كرد به طور كلي بهسازي، تكامل، تغيير و چگونگي ساختار ميكروسكوپي بسياري از آلياژهاي ريخته‌گري تحت مجموعه شرايط زير حاصل مي‌شود.

الف ـ تركيب شيميايي آلياژ پس از ذوب

ب ـ مجموع عمليات كيفي مذاب

پ ـ آهنگ انجماد و چگونگي سرد شدن مذاب در داخل قالب

ت ـ آهنگ سرد كردن و چگونگي سرعت سرد كردن قطعه پس از انجماد

ث ـ پديده ويفوزيون در مراحل سرد كردن و عمليات حرراتي

بدين ترتيب ساختار ميكروسكوپي قطعات ريختگي، نتيجه مجموعه حرارتي عواملي است كه از آغاز مرحله ذوب تا مراحل پاياني به روي قطعه صورت مي‌گيرد. مراحل آماده سازي يك نمونه نسبتا ساده است و بعد از آماده سازي در نهايت چيزي كه به وجود مي‌آيد يك سطح صاف آينه مانند و بدون خراش است.

این پروژه به صورت کامل موجود است

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:53 |

مس:

مس اولین عنصر شناخته شده است و فلزی نسبتا قرمز رنگ است و قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی دارد. مس از پرکاربردترین فلزات در صنعت است. مس در صنایعی از قبیلِ الکترونیک (در سیم ها، لامپهای پرتو کاتدی، در IC ، لامپهای خلاء، کلیدها و تقویت کننده های الکترونیکی)، صنایع نظامی (تهیه اسلحه)، صنایع فلزی (تهیه آلیاژها و تهیه سکه ها)، وسایل آشپزخانه، در تصفیه آب، به عنوان واکنشگر در شیمی، در تهیه سموم کشاورزی و .... کاربرد دارد.

مس یکی از عناصر رایج در طبیعت است که بر اثر پدیده های طبیعی در محیط زیست به مقدار فراوان یافت می شود. بسیاری از ترکیبات مس در رسوبات یا ذرات خاک ته نشین شده یا به این ذرات می چسبند. ترکیبات قابل حل مس ممکن است برای سلامت انسان مضر باشند. معمولاً پس از فعالیتهای کشاورزی ترکیبات محلول در آبِ مس، در محیط آزاد می شوند.

به علت انتشار آبهای آلوده به مس درکناره رودخانه ها، گل و لای آلوده به مس تجمع می یابد. مس، در اثر احتراق سوختهای فسیلی وارد هوا می شود. این مس، قبل از این که به واسطه بارش باران ته نشست کند ، مدتی طولانی در هوا باقی می ماند. بنابراین میزان آن در خاک کاهش می یابد. در نتیجه بعد از ته نشست مس موجود در هوا، خاک حاوی مقدار زیادی مس خواهد بود.

مس هم از طریق منابع طبیعی و هم در اثر فعالیتهای بشری، در محیط پراکنده می شود. از جمله منابع طبیعی آن، گرد و غبار حاصل از باد، گیاهان فاسد شده، آتش سوزی جنگلها و آب دریا می باشد. تنها تعداد اندکی از فعالیتهای بشری که باعث انتشار مس می شوند، مشخص شده اند. عوامل دیگر انتشار مس، فعالیتهای معدنی، تولید فلز، تولید چوب و تولید کودهای فسفاته است.

مس عموما در نزدیکی معدنها، مکانهای صنعتی و محل دفع زباله ها یافت می شود. مس در محیط زیست تجزیه نمی شود و به همین علت وقتی در خاک باشد، در گیاهان و جانوران تجمع می یابد. در خاکهای غنی از مس تعداد محدودی از گیاهان شانس بقا دارند. به همین علت است که در نزدیکی کارخانجات مس، پوشش گیاهی زیادی وجود ندارد. به خاطر اثرات مس بر گیاهان، بسته به اسیدیته خاک و میزان مواد آلی، این عنصر تهدیدی جدی برای مزارع محسوب می شود. هنگامی که مزارع با مس آلوده شوند، جانوران غلظت بالاتری از مس را جذب می کنند که به سلامت آنها آسیب می رساند.

مقدار مس موجود در هوا بسیار کم است، بنابراین تنفس مس خیلی ناچیز است. اما افرادی که در نزدیکی مناطقی که به ذوب و فرآوری مس می پردازند، زندگی می کنند، ممکن است مقدار بیشتری مس در مقایسه با افراد عادی دریافت و استنشاق نمایند. در لوله کشی برخی از منازل از لوله های مسی استفاده می شود. افرادی که در چنین خانه هایی زندگی می کنند، نیز مقدار مس بیشتری در مقایسه با افراد عادی مصرف می کنند. زیرا ممکن لوله ها با گذشت زمان پوسیده شوند و مقداری از مس وارد آب آشامیدنی شود.

● تاثیرات مس بر انسان:

معمولا ما انسانها در معرض آلودگی با مس قرار داریم. مس در انواع مختلف غذاها، آب آشامیدنی و هوا وجود دارد. به همین دلیل روزانه ما مقدار قابل توجهی مس از طریق خوردن، آشامیدن وتنفس دریافت می کنیم. جذب مس برای بدن انسان حیاتی است. زیرا مس جزء عناصر کمیابی است که بدن انسان به آن نیاز دارد. مس به عنوان مركز فعال کوپرُ آنزیم هایی نظیر سیتوکروم اکسیداز c كه جزیی از زنجیره تنفسی میتوکندری ها است عمل می کند. کمبود جزئی مس در تعدادی از جوامع انسانی دیده شده است. در یک بررسی در تعدادی از بچه هایی که دچار کمبود مس بودند علائمی نظیر هیپوترمی، اختلالات ذهنی، مشکلاتی در مو، ناخن، پوست و بعضی بافتها مشاهده گردید. در مقابل مسمومیت با مس نیز موجب اختلالات ژنتیکی می شود. میزان مجاز مس موجود در رژیم غذایی در آمریکا و کانادا برای بزرگسالان ۹ میلی گرم در روز و حداکثر مقدار آن ۱۰ میلی گرم در روز تعیین شده است.

اگرچه بدن انسان می تواند مقدار زیاد مس را تحمل کند، اما مقدار زیاد آن برای سلامت انسان ضرر دارد. گزارشهای زیادی در مورد مسمومیت با مس در نتیجه بلع مشروبات (حاوی آب) که با مس آلوده شده بودند و همچنین بخاطر مصرف نمکهای حاوی مقادیر بالای مس وجود دارد. در محیط کار، انتشارمس منجر به ایجاد عوارض آنفولانزا مانندی می شود که به نام تب فلز شناخته می شود. این عوارض بعد از دو روز از بین می رود و در اثر حساسیت بیش از اندازه ایجاد می شود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مس، باعث آبریزش بینی، دهان و چشم، سردرد، دل درد، سرگیجه و اسهال و استفراغ، اسهال، تپش قلب و مشکلات تنفسی می شود.

جذب مقدار زیادی مس باعث آسیب کبد و کلیه و حتی مرگ می شود. اما سرطان زایی مس هنوز اثبات نشده است. مس هم به شکل فلزی و هم به صورت فلز پرکننده یافت می شود. استنشاق فیوم های مس می توانند سبب تب دود فلزی شده و عوارضی در ریه ایجاد کند که کوپروزیس نامیده می شود. در بیماری ویلسون، سمیت مس باعث سیروز هپاتیتی، آسیب مغز، بیماریهای کلیوی و رسوبگذاری مس در قرنیه می شود.

در بسیاری از مقالات علمی، رابطه میان قرار گرفتن در معرض غلظت بالای مس برای مدت طولانی و کاهش هوش در نوجوانان مشخص شده است. ارتباط آن با ایجاد سرطان در انسان مورد بررسی است.

 

این پروزه به صورت کامل به همراه کلیه آلیاژها و کلیه ساختارهای میکروسکوپی رنگی موجود میباشد
+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:50 |

فهرست مطالب

رديف عنوان شماره صفحه

۱ انواع خطوط نورد ورق ۳

۲ خواص مورد انتظار غلتك ۵

۳

۳-۱

۳-۲

۳-۲ -۱

۳-۲ -۲

۳-۳

۳-۳ -۱

۳-۳ -۲

شرايط كاركردي قفسه هاي مختلف نورد:

قفسه رافينگ

قفسه هاي اوليه نورد نهايي

گريد چدنهاي كرم بالا

گريد فولاد تندبر

قفسه نهايي فينيشينگ

گريد دو لايه نيمه تبريدي

غلتكهاي نيمه تبريدي اصلاح شده

۶

۶

۹

۹

۱۰

۱۵

۱۶

۱۶       

۴ كاركرد گريدهاي مختلف غلتك در قفسه هاي مختلف                                                        ۱۸

۵ مراحل ساخت غلتك                                ۱۹

۶ روشهاي توليد غلتك                               ۲۱

 

 

۱- آشنايي با انواع خطوط نورد ورق

Semi- Continuous and Continuous Hot Strip Mill ۱-۱

اكثر خطوط نورد ورق موجود در ايران از جمله مجتمع فولاد مباركه ، مجتمع فولاد گيلان ... داراي قفسه

به شمار مي آيند فقط خط نورد و لوله Semi – Continous رافينگ رفت و برگشتي هستند و جزء خطوط

اهواز به صورت پيوسته مي باشد .

C.S.P ( Compact strip production plant ) ۱-۲

۶-روشهاي توليد

این پروژه به صورت کامل به همراه فیلم و عکسهای رنگی موجود میباشد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:47 |

چکیده

کامپوزیت های زمینه فلزی رشته ای، به دلیل اینکه فاز تقویت کننده در آنها به طور پیوسته در فاز زمینه قرار می گیرد، دارای خواص و ویژگی های منحصر به فردی هستند. این دسته از کامپوزیت ها در مقایسه با کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده ذره ای، دارای استحکام و سفتی ویژه بالاتری بوده و نیز رفتار آنیزوتروپیک از خود نشان می دهند. از الیاف بازالت معمولاً به عنوان یک فاز تقویت کننده پیوسته که دارای خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوبی بوده و در مقایسه با سایر الیاف (گرافیت، آلومینا، SiC و ...) دارای قیمت مناسبی است، در ساخـت کامپوزیت های زمینه پلیمری استفاده می شــود. از این الیاف تنها در یک تحقیق جهت تولــید کامپوزیت های زمینه فلزی استفاده شده است، که به دلیل استفاده از روش ذوبی در فراوری کامپوزیت مذکور، الیاف بازالت صدمه دیده و استحکام کامپوزیت به شدت افت کرده است. به دلیل پائین تر بودن دمای فرایندهای حالت جامد نسبت به روش های ذوبی، در این تحقیق روش متالورژی پودر جهت تولید کامپوزیت آلومینیم-بازالت بهینه سازی شده است. برای توزیع یکنواخت ذرات پودر آلومینیم در میان الیاف بازالت، نیاز به یک ماده واسطه پلیمری (چســـب) می باشد. بر این اساس سه نوع چسب پلیمری انتخاب شده و مشخصات آنها از قبیل قابلیت رقیق شوندگی، میزان آلودگی، خاکستر باقیمانده و دمای سوختن آنها مورد بررسی قرار گرفت. نهایتاً پلیمر پلی متیل متاکریلات به همراه حلَال تولوئن به عنوان چسب مناسب این فرایند انتخاب شد. جهت فــراوری این کامپوزیت روش لایه گذاری پیوسته مورد بررسی قرار گرفته و بهینه سازی شد. به کمک روش لایه گذاری پیوسته پیش شکل هایی با توزیع مناسب الیاف در زمینه تهیه شد. پیش شکل ها در شرایط بهینه از نظر دما، زمان و فشار تحت پرس گرم قرار گرفته و در نهایت کامپوزیت آلومینیم-بازالت فراوری شد. بررسی های انجام شده توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی مبین توزیع نسبتاً مناسب الیاف در زمینه می باشد.

 

واژه های کلیدی: کامپوزیت آلومینیم-بازالت، چسب پلی متیل متاکریلات، لایه گذاری پیوسته، متالورژی پودر دوغابی

 

 

 

مقدمه

بازالت یکی از مهمترین سنگ های تشکیل دهنده پوسته زمین می باشد. این سنگِ تیره، سخت و چگال از دسته سنگ های آذرین بوده و در اغلب کشورهای جهان یافت می شود. فرایند تولید الیاف بازالت تا حدود زیادی مشابه فرایند تولید الیاف شیشه می باشد. بدین ترتیب در یک فرایند پیوسته سنگ های بازالت در دمایی در حدود 1500 درجه سانتی گراد ذوب شده و مذاب آن از طریق رشتن تبدیل به الیاف می شود. در جدول (1) ترکیب شیمیایی متداول الیاف بازالت در مقایسه با الیاف شیشه نوع E آورده شده است. از لحاظ اقتصادی، قیمت الیاف بازالت کمتر از الیاف شیشه نوع S و بیشتر از الیاف شیشه نوع E است. الیاف بازالت دارای خواص مکانیکی مطلوبی بوده و به علت داشتن ویژگی هایی نظیر عایق بودن در برابر صوت، الکتریسیته و گرما و نیز مقاومت شیمیایی بسیار خوب، کاربردهای متنوعی پیدا کرده اند. یکی از کاربردهای این الیاف استفاده از آنها در تولید کامپوزیت های زمینه پلیمری می باشد

مواد و روش تحقیق

یافته ها

بحث

نتیجه گیری

مراجع

 

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:36 |

چکيده:

 از آنجايي که تعادل بين فرايند­هاي جوش سرد و و شکست ذرات پودري در آلياژسازي مکانيکی يکي از عوامل مهم در رسيدن به آلياژ مطلوب است، در تحقيق حاضر رفتار مخلوط پودرهاي Cu-Cr در حين آلياژسازي مکانيکي مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور سه ترکيب 1، 3و 6 درصد وزني کرم تحت دو دور 250وrpm500  با استفاده و بدون استفاده از اتانول و مخلوط با تعداد مساوي از گلوله­هاي 1و cm 2 و نسبت گلوله به پودر10:1 تحت اتمسفر آرگون آسياب شدند. زمان­هاي آسياب 4، 12، 48و 96 ساعت انتخاب گرديد. به منظور جلوگيري از افزايش دماي محفظه بعد از هر ساعت آسياب يک ساعت استراحت منظور شد. از ميکروسکوپ الکتروني روبشي مجهز به  EDSو ميکروسکوپ نوري مجهز به Image Analyzer براي بررسي پودرها استفاده شد. نتايج حاصله نشان مي­دهد تغيير پارامتر­هاي فرايند آلياژسازي مکانيکي از قبيل دور، ترکيب پودر، زمان آسياب و وجود اتانول تاثير تعيين کننده­اي بر خواص و رفتار پودر­هاي حاصله دارند. 

کلمات کليدي: آلياژسازي مکانيکي، اندازه ذرات

 

 1- مقدمه:

 در حين آسياب­کاري، ذرات پودر تحت برخوردهاي  با انرژي بالا قرار مي­گيرند [1]. اين انرژي بالا موجب کار سرد، افزايش چگالي نابه­جايي­ها و همچنين به طور متناوب باعث شکست، پهن شدگي و جوش سرد خواهد شد [2]. فرايندهاي شکست  و جوش سرد باعث مي­گردند  که سطح در مقياس اتمي در تماس با يکديگر قرار گيرد. همچنين وضعيت لازم براي يک آلياژ سازي موفق وقتي صورت مي گيرد که يک تعادل بين اين دو به وجود آيد [3].

 در مطالعه­ي رفتار پودرها، حين آلياژ سازي مکانيکي آنها به گروههايي چون چکش­خوار- چکش خوار، چکش­خوار – ترد و ترد – ترد تقسيم بندي مي­شود [2]، و مسلم است که علاوه  بر نوع سيستم فاکتورهاي ديگري  چون سرعت چرخش، دما و .... بر سيستم حاکم است. موضوع کار حاضر بررسي رفتار پودرهاي مس-کرم که در طبقه بندي سيستم هاي چکش خوار- چکش­خوار قرار مي گيرد، است.


2- مواد و روش تحقيق

3- نتايج

4- بحث

5-  نتيجه­گيري

منابع:

 

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد.ٌٌٌٌٌٌٌٌ

ٌٌ

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:34 |

چکيده

در اين تحقيق، اثر دما و اندازه ذرات پودر بر رفتار تفجوشي پودر برنج زرد Zn35%Cu- (درصد وزني) مورد مطالعه قرار گرفت. فرآيند تفجوشي قطعات فشرده شده، در دماهاي825، 850، 875، 900، 925 درجه سانتي­گراد به مدت يک ساعت و در دو دانه­بندي با اندازه متوسط ذرات 35 و400 ميکرون انجام و تغييرات چگالي نمونه­ها و وضعيت تخلخل­ها توسط ميکروسکوپ نوري بررسي شد. نتايج نشان داد كه در محدوده دمايي مورد آزمايش، با افزايش دماي تفجوشي، ابتدا چگالي کاهش و سپس افزايش مي­يابد. غالب بودن انبساط گازهاي محبوس در تخلخل­ها (وارد شده در مرحله فشردن پودرها) بر فرآيند تفجوشي عامل رفتار غيرعادي مرحله اول تفجوشي تشخيص داده شد. مقايسه نمونه­هاي با اندازه ذرات متفاوت نشان داد که پودر ريزتر با داشتن سطح ويژه بالاتر، تمايل بيشتري به تفجوشي داشته و در دماي كمتري تفجوشي بر پديده انبساط گازها غلبه مي­نمايد. به علاوه، تصاوير ميکروسکوپي انبساط و انقباض تخلخل­ها را بر حسب دماي تفجوشي تأييد نمود.

 

واژه­هاي کليدي: تفجوشي، برنج زرد، انبساط گازها، تخلخل.

 

 

 

 

 

 

 

 


مقدمه       

متالورژي پودر متداول­ترين روش در توليد قطعات متخلخل است که در آن مقدار، اندازه و چگونگي توزيع منافذ قابل کنترل مي­باشد. سه گروه از فلزات متخلخل که در حد تجاري توليد مي­شوند عبارتند از:

1- مواد فلزي که در آنها ساختار متخلخل به عنوان مخزني براي ماده روانساز عمل مي­کند، مانند ياتاقانهاي خود روغنکار.

2- مواد فلزي که نرخ نفوذ سيالات در آنها از طريق ساختار متخلخل در حد کنترل شده­اي است و به اين سبب به عنوان صافي به کار مي­روند.

3- مواد فلزي که سطح داخلي آنها زياد است و به عنوان الکترودهاي متخلخل در باتري­ها و پيل­هاي سوختي به کار مي روند]1[.

 در کارهاي اوليه بر روي مواد متخلخل تصور مي­شد که براي کنترل تخلخل مواد، وجود مواد تخلخل زا، يعني مواد فراري که به پودرهاي فلزي اضافه شده و در طي عمل تفجوشي از بين مي روند، ضروري است. ولي بعد ها مشخص شد که در اغلب موارد، کنترل شرايط فشردن وتفجوشي کافي است]2[.

پودر برنج يکي از پودرهايي است که در ساخت پايه­هاي متخلخل به کار مي رود. برنج­ها اساساً به علت شکل­پذيري مطلوب همراه با استحکام کافي، مقاومت خوب به خوردگي، رنگ جذاب و قابليت لحيم­کاري کاربرد فراواني دارد]3[.

قطعات فشرده شده از برنج معمولاً در آمونياك تجزيه شده تفجوشي مي­شوند. براي احيا اكسيد روي به فلز روي به اتمسفرهاي كاملا خشك نياز است. اما از آنجايي كه فعاليت روي در برنج تنها جزء كوچكي از فعاليت روي خالص است، شرايط تفجوشي قطعات فشرده شده برنجي نظير اتمسفر كاملا خشك، مانند  روي خالص حاد نيست]4[.

در اکثر پودرها، با افزايش دماي تفجوشي تکامل تفجوشي شتاب مي­گيرد و افزايش چگالي پديده قابل تشخيص و مورد انتظار است. عکس اين رفتار در تفجوشي مس خالص، يعني کاهش چگالي با افزايش دماي تفجوشي گزارش شده بود]1و5[. در اين پژوهش، اثر دما و اندازه ذرات پودر بر رفتار تفجوشي پودر برنج زرد مورد توجه قرار مي­گيرد و چگالي، درصد تخلخل و وضعيت تخلخل­ها با ميکروسکوپ نوري بررسي مي­شود.

مواد و روش آزمايش

يافته­ها

بحث

نتيجه­گيري

مراجع

 

این روژه به صورت کامل موجود میباشد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:31 |

گازدايي در خلاء:

پيشرفت تجهيزات تزريق و پيشرفت در متالورژي پاتيلي با استفاده از توپي متخلخل،تويرها،مواد نسوز،تكنولوژي گرما دهي،ورودي هاي لغزنده و.........سيستم گاززدايي تحت خلاء را تقسيم بندي ميكنند.

دراين قسمت مروري بر تجهيزات بكار رفته در عمليات متالوژي پاتيلي تحت خلاء بهمراه برخي پروسه هاي ديگر خواهيم داشت.

دو روش اساسي جهت گاززدايي تحت خلاء وجود دارد:

1-   پاتيل تحت تزريف گاز آرگون

2-   كويل مغناطيسي كه ميتواند در داخل مخزن تحت خلاء جاي داده شود

در جايي كه تزريق گاز آرگون و كويل مغناطيسي به منظور بهم زدن مذاب مورد نياز است پاتيل تحت خلاء بايستي مستقيما زير كلاهك ايجاد كننده محيط خلاء قرار گيرد.

مخزن خلاء هم ميتواند ثابت باشد (همراه با اتصالات خلاء) يا قابليت حركت داشته باشد(توسط ماشين حمل پاتيل) اين ماشين داراي محل قرار گيري پاتيل به منظور جاي گيري سريع و ايمن پاتيل ميباشد همچنين يك گاز ساكن مرتبط با دستگاه براي قالبگيري دارداين ماشين داراي پاتيل اتصالات تزريق گاز جهت تزريق گاز به داخل پاتيل ميباشد.

پاتيل داراي عمق زياد و درپوش ميباشد تا از هدر رفتن حرارت و پاشش مذاب جلوگيري شود.

بايستي ارتفاع پاتيل به اندازه اي باشد تا فلز ذوب شده بتواند توسط گاز تزريقي جابجا شود و از پاتيل ذوب خارج شود مخزن خلاء پوشيده شده با دستگاههاي كنترلي لازم براي بدست آوردن اجزاء اصلي فلزات نيم سوخته و تركيب فلزات و خنك كردن اجزاء و اندازه گيريهاي تنظيم دما،نمونه گيري و اطمينان از فرايند ذوب فلز بدون وقفه.

براي بهينه كردن نتايج ذوب فلز همه ي اين فعاليتها بايد بدون شكستن خلاء انجام شود.دستگاهها همچنين براي افزودن مواد خنك كننده بزرگ و براي اصلاح تزريق،آلومينيوم،كلسيم،سيليكون و سرب باشد.

گاززدايي تحت خلاء براي ذوب از محدوده وزني 5-350MG استفاده ميشود

 

 

 

-در جريان ساخت لايه هاي اوليه و در لايه متناظر و تكنولوژي گرم كردن

-قابليت استفاده از مخلوطي از سرباره و سيليس فعال شده به ميزان كم

-بهبود تكنولي خلاء كه از كف كردن سرباره جلوگيري ميكند و اجازه تزريق مقدار زيادي ازگاز بي اثر به 0.3TON به منظور بهينه كردن(بهبود يا بهينه سازي هم زدن) چنين بهبودي منجر ميشود به نرخ گوگرد زدايي همزمان 95%،حذف هيدروژن بالاي 85%،حذف نيتروژن 60% ودرصد آلومينيوم زير 200PPM .نمودار 4 عملكرد حذف سولفور،هيدروژن و نيتروژن با نرخ هم زدن براي منيزيم(200N) رفتار گاززدايي خلاء پاتيل را نشان ميدهد.

روشهاي گاززدايي خلاء:

 

دو روش بر هم زدن گاززدايي در خلاء وجود دارد ابتدا هيدروژن،نيتروژن و سولفور بوسيله بر هم زنند هاي قوي حذف ميشوند.

در اين مورد مقدار اكسيژن به 30 تا 50 PPM از مجموع اكسيژن كاهش يافته كه اين بخش مهم باعث به تعويق انداختن ناخالصيهاي اكسيدي ميشود.

در مرحله دوم سطح اكسيژن كلي به 10 تا 25PPM كاهش مي يابد بوسيله يك شكل آرام بهم زدن واستفاده از آلومينيوم بعنوان اكسيژن زدا جهت تكميل پروسه قبل كه اين مستلزم نرخ برهم زدن پايين و سرباره اوليه قوي و حفاظت دمايي كافي براي يك پروسه كامل ميباشد.اگر حفاظت دمايي كافي نباشد يك گرماي اضافه بايد فراهم شود براي مثال در اين شكل از قوس الكتريكي ولتاژ پايين استفاده شده است.

توزيع انرژي بر هم زننده ها بايد يكنواخت باشد كه براي برهم زدن قوي بايستي هم زدن القايي با هم زدن گازي تركيب شود.

هم زننده هاي القايي فقط براي هم زدن ساده و آرام مناسب است تا با ايجاد اغتشاش كافي در مذاب باعث آگلومره شدن(كروي شدن) ناخالصيها گردد.تفاوت در مدلهاي ايجاد شده در روش هم زدن القايي و گاز بي اثر در شكل 1 نشان داده شده است.

  

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:28 |
این روژه به صورت کامل موجودمیباشد.
+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:27 |
این روژه به صورت کامل موجودمیباشد.
+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:27 |
كوره كوپل

 

کوره های کوپل متداولترین وسیله ذوب چدنهاست.کوره کوپل را  می توان کوره نیمه مداوم به حساب آورد،بطوریکه از بالا مواد شارژ وارد کوره شده و از پایین(دهانه بارگیری) مذاب چدن خارج می گردد.

بدنه کوره تشکیل شده از استوانه فولادی که درون آن بوسیله یک جداره نسوز پوشانده شده است. اندازه قطر داخلی موثر آن 45 تا 215 سانتی متر است که بر حسب ظرفیت و سرعت ذوب آن تغییر می کند سرعت ذوب در این کوره ها بین 1 تا 30 تن بر ساعت متغیر است.

کوره های کوپل از آن دسته از کوره هایی است که در آن سوخت به طور مستقیم با شارژ در تماس است. بنابراین می تواند آنالیز مذاب را تغییر دهد.سوخت این نوع کوره ها بیشتر کک می باشد که امروزه به علت منابع سرشار گاز در ایران کوره های کوپل گازی گردیده اند.

بعد از کوره زمینی مرغوبترین چدن نسبت به کوره های دیگر از این کوره تهیه می شود .در بالای بوته ی کوره محفظه ای از هوای فشرده وجود دارد که تویرها به آن ختم می گردند. کوره های مختلف دارای تویرهای(زنبورکهای) مختلف از یک تا شش عدد میباشند. هر چه ظرفیت کوره بیشتر باشد مقدار هوای دمیده شده و در نتیجه تعداد تویرها بیشتر است.کوره مجهز به چشمی است که بوسیله آن رنگ شعله و در نتیجه حدود حرارت کوره مشخص می شود. در پایین ترین قسمت ورودی دیواره کوره سوراخی جهت خروج بار تعبیه شده که مذاب آماده ریخته گری از آن خارج می شود.بالاتر از دیچه خروج بار ؛دریچه ی دیگری جهت خروج سرباره تعبیه گردیده است

كوره كوپل داراي مكانيسم عملكرد ساده بوده و بيشتر براي ذوب قراضه هاي چدني استفاده ميشود.همچنين نحوه كار اين كوره با كوره بلند شباهت زيادي دارد با اين تفاوت كه كوره بلند براي احيائ سنگ معدن آهن استفاده ميشود.اين نوع كوره ذوب در اندازه هاي متنوع و با قدرت ذوب بين 100 تا چند ده تن چدن وجود دارد.

اجزاء كوره كوپل:

كوره كوپل به طور ساده به دو بخش اساسي تقسيم ميشود:

  • ساختمان اصلي
  • بخشهاي جانبي

ساختمان اصلي كوره:

  • بدنه فلزي
  • نسوز
  • محل شارژ
  • ورودي هوا
  • خروجي مذاب

بخشهاي جانبي

محل توزين شارژ تصفيه گازهاي خروجي
پيش گرم هوا ريل شارژ

بدنه:

بدنه كوره از جنس فولاد بوده و ضخامت آن در كورههاي بزرگ به 30تا40 ميليمتر هم ميرسد.بر روي بدنه محلهايي براي ورود مواد شارژ،هواي مصرفي،خروج سرباره و خروج مذاب تعبيه شده است.قسمت كف كوره به صورت درب بوده كه براي تعمير و خالي كردن مواد نسوز قبلي و جايگزيني مواد نسوز جديد استفاده ميشود.همچنين اين كوره به طور يكپارچه نبوده و اين امكان را دارد كه قسمتهاي مختلف از يكديگرجداشود.در دور بدنه يك قوطي فولادي به صورت كمربند قرار داده شده كه هواي مصرفي كوره ابتدا وارد اين قسمت شده و سپس وارد كوره ميشود،اين عمل براي يكنواختي در ميزان هواي وارده به كوره از مجراههاي موجود صورت ميگيرد.

نسوز:

نسوز اين نوع كوره ها بسته به نوع سرباره به دو دسته بازي و اسيدي تقسيم ميشود.همچنين در حالت ايده ال در قسمتهاي مختلف كوره از نسوزهاي مختلف استفاده ميشود به اين صورت كه در محل خروج مذاب يا محل ذخيره مذاب از نسوز با خواص مكانيكي متوسط استفاده شده اما در قسمتي كه مجراي ورود هوا قرار دارد از نسوزهاي با خواص مكانيكي بالاتر استفاده ميشود زيرا اين محلها به شدت در معرض هواي وارده قرار دارد. در قسمت كف كوره از نسوزهاي كوبيدني استفاده شده زيرا در هنگام تعويض نسوز كوره از اين محل براي خروج مواد قبلي و جايگزيني مواد نسوز جديد استفاده ميشود.

در اين كوره ها شارژ از يك دريچه كه در روي بدنه در قسمت بالاي كوره قرار دارد انجام ميشود.

نحوه شارژ اين كوره ها بدين صورت است كه ابتدا مقدار معيني كك در كوره ريخته تا مقداري رماي كوره را بالا برده و براي ذوب آماده كند و سپس اقدام به ريختن متوالي قراضه چدن و فولاد و كك مينمايند.

بر روي جداره خارجي كوره سوراخ هايي وجود دارد كه براي ورود هوا به داخل محفظه كوره تعبيه شده است،اين سوراخ ها با يك محفظه به صورت كمربند پوشيده شده است كه ابتدا هوا از دمنده به داخل اين كمربند رفته و سپس وارد كوره ميشود.اين محفظه ايجاد شده نقش مهمي در يكنواختي هواي وارد شده به كوره را ايفا ميكند.

محل خروج مذاب در پايين ترين قسمت كوره قرار دارد وبه دو صورت ميباشد:

مذاب در خود كوره تجمع يابد سپس آنرا خارج كنند.

همزمان با ذوب مذاب را خارج مي كنند.

در كارخانجات بزرگ مذاب توليد شده به داخل يك نگهدارنده ريخته ميشود و پس از تجمع مقدار مناسب مذاب اقدام به تخليه ان به پاتيل و ريخته گري ميكنند.

استفاده از گازهاي خروجي از كوره در واحد هاي صنعتي بزرگ صورت گرفته و در واحد هاي كوچكتر عموميت ندارد. نحوه اين كار بدين صورت است كه گازهاي خروجي را به برج هايي كه در داخل آنها اجرهاي نسوز به صورت لانه زنبوري چيده شده هدايت ميكنند،اين كار به طور متوالي انجام ميشود. در حالي كه گازهاي خروجي به داخل يكي از دو برج پيش گرم هدايت ميشود در حالي كه هواي لازم براي كوره از برج ديگر كه به همين صورت پيش گرم شده است تامين ميشود. اين عمل به صورت متوالي ادامه دارد.

ساختمان اصلی کوره::

·         بدنه:

نسوز:

انواع کوره های کوپل:

کوره کوپل هوای سرد ( سرد دم):

احتراقک

سیر آهن در کوره کوپلک:

طرز کار کوره کوپل سرد دم:

دستگاه‌های اندازه‌گیری برای کوره کوپلک

کوره‌های  کوپل هوای گرم (گرم دم:

دستگاه‌های اندازه‌گیری:

مواد نسوز در کوره کوپل:

ذوب در کوره کوپل زمانی ارزانتر تمام می شود:

طرح مطلب:

آماده سازی کوره کوپل جهت بارگیری و تخلیه:

ساختمان و طرز کار کوره کوپل:

بازسازی کوره کوپل:

ماله کشیدن کوره کوپل:

کوبیدن کوره کوپل:

فشانیدن کوره کوپل:

1- کوره‌های بدون اجاق پیشین ( حوضچه):

2: کوره کوپل دارای اجاق پیشین ثابت:

1- کوره‌های کوپل دارای اجاق پیشین متحرک:

خشک کردن و روشن کردن کوره کوپل:

1- خشک کردن کوره کوپل:

2- روشن گردن کوره کوپل با هیزم:

3- روشن کردن کوره کوپل به وسیله مشعل‌های نفتی یا گازی:

4- روشهای دیگر برای روشن کردن کوره کوپل:

 

 این پروژه به صورت کامل موجود میباشد

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:16 |

كوره هاي زمینی (بوته ای) :

همانطور كه از نام آنها پيداست براي عمل ذوب از بوته استفاده مي شود . انتقال حرارت در اين كوره ها بيشتر از طريق هدايت به شارژ داخل بوته انجام می گیرد.

حرارت به سه طريق منتقل مي شود : 1- هدايت. 2- جابجائي. 3- تشعشعي

کوره های زمینی اگر چه از قدمت زیادی برخوردار است و تکنولوژی ساخت کوره های جدید آن را تحت الشعاع قرار داده است، اما بایستی توجه داشت که در شرایط خاص استفاده از ان هنوز با اهمیت تلقی می شود. این کوره ها به علت سادگی ساخت ، سهولت شرایط کار ،ارزانی و کیفیت مذاب خوب تا به امروز در کارگاههای کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.

امروزه به علت فراوانی انواع کوره ها با تکنولوژی پیشرفته تر از این نوع کوره ها فقط در تهیه فلزات وآلیاژ های غیر آهنی و به ندرت برای ذوب چدنها استفاده می شود.

اصولا برای طراحی کوره بایستی چند عامل را در نظر گرفت:

1

. ارتفاع کوره بایستی در حد اپتیمم باشد.یعنی حدی که بالاترین رانمان حرارتی و اقتصادی را دارا باشد. در تعیین ارتفاع بایستی حداقل ارتفاعی که بالاترین رانمان حرارتی را جهت ریخته گری بوجود آورد در نظر گرفته شود. .از آنجا ییکه قطر کوره های زمینی متفاوت است. و از طرفی ارتفاع کوره با قطر آن رابطه مستقیم دارد، بنابراین رابطه تجربی را می توان در نظر گرفت 

برای حفظ راندمان حرارتی کوره در بالاترین حد خود ؛ طراحان شرایطی را فراهم می آورند که حرارت بیشتر در کوره مستقر شده و کمتر تلف شود. برای اینکار در بیشتر موارد در حد فاصل بین انتهای ته بوته ای و حدود 25 سانتیمتر به دهانه کوره قطر داخلی کوره را بیشتر انتخاب می کنند. که در اینصورت کوره تقریباً به صورت خمره ای در می آید.

استقرار دهانه فارسونگ :

موقعی راندمان ریخته گری در رابطه با فارسونگ بالاترین حد خود را داراست که:

الف: امتداد لوله فارسونگ در ارتفاعی نصب گردد که حد فاصل بین ته بوته ای و بوته باشد.

ب: لوله فارسونگ طوری نصب گردد که امتداد آن حتی المقدور مماس با جداره کوره باشد. در غیر این صورت سوخت با برخورد به دیواره از سرعتش کاسته می شود و بدین ترتیب سوخت مایع که در اثر هوای دم به صورت پودر درآمده با برخورد  به دیواره کوره به صورت قطره درآمده و سوخت کامل نخواهد بود

ج: استقرار لوله فارسونگ بایستی طوری باشد که با افق زاویه حدود 6 تا 10 درجه بسازد در این صورت شعله ای که در اثر سوخت بوجود می آید اولاً به بدنه برخورد نکرده تا باعث کاهش عمر جداره کوره شود ، ثانیاً شعله مستقیماً از کوره به بیرون راه نمی یابد.

قسمت های مختلف کوره زمینی

1 . بدنه استوانه ای فلزی:

با توجه به شرایط طراحی کوره می توان بدنه خارجی کوره را  از ورق آهن به ضخامت 5 تا 10 میلی متر تهیه نمود. ته این بدنه استوانه ای نیز از جنس خودش بوده و بوسیله دریچه ای متحرک بازو بسته می گردد. ضمناً سوراخ کوچکی در یک گوشه دریچه پاین جهت خروج آشغال و شیره های ته کوره تعبیه گردیده است.ضخامت جداره کوره نبایستی از حد معینی(5 میلیمتر) کمتر باشد،زیرا ضخامت کمتر از این مقدار باعث تغییر شکل جداره در اثر گرما گردیده و در نتیجه باعث از هم پاشیدگی کوره خواهد شد.

 

2. جداره نسوز کوره:

امروزه نسوز کوره های زمینی را بیشتر آجرهای فرم تشکیل می دهد. نحوه چیدن آجرها از ته کوره تا دهانه آن بایستی با توجه به طراحی کوره انجام گیرد. در ضمن دهانه فارسونگ نیز آجر فرم مخصوص خود را دارد.ته کوره نیز از آجرهای نسوز حدود 3 سانتی متری می پوشانند و روی آن را با خاک نسوز با اندکی شیب به طرف سوراخ خروج آشغال ته کوره اندود می کنند.آجرهای شاموتی معمولاً مناسبترین دیر گداز و    اقتصادی ترین آجرها برای ساخت کوره های زمینی می باشد. این آجرها در شرایط مذاب گیری  این کوره ها عمر نسبتاً خوبی دارند. آنها دارای مقاومت در برابر شوک حرارتی خوبی بوده و نقطه زینتر بالایی دارند.

ترکیب آجرهای شاموتی عبارت است از:  25%- 45% و 55%-75%

3. دم کوره :

دم کوره عمل هوادهی به کوره را  جهت کامل نمودن سوخت انجام می دهد. بنابراین برای کوره ای با ظرفیت معینی بایستی اندازه دم نیز مناسب هوادهی به کوره انتخاب گردد.

4. لوله فارسونگ:

لوله فارسونگ جهت رساندن سوخت به کوره داخل لوله دم نصب گردیده است، بطوریکه هوای دم در حین ورود به کوره سوخت را که بیشتر بصورت مایع است را  به صورت پودر مانند کرده و به کوره می رساند تا احتراق به طور کامل انجام شود.

5. بوته های ذوب : ( جنس بوته ها)

جنس بوته ها كه استفاده مي كنند به شرح زير است :

 بوته هاي آهن خالص- بوته هاي فولادي- بوته هاي چدني- بو ته هاي شاموتي- بوته هاي گرافيتي- بوته هاي سيليكون كاربیدي- بوته هاي ديگر.

آهن خالص براي فلزاتي كه نقطه ذوب كمتري نسبت به آهن دارند و خوردگي كمتري دارند- از بوته هاي آهني براي ذوب موادي كه نقطه ذوب آنها پائين تر از نقطه ذوب آهن خالص است (1539-1536درجه سانتيگراد) استفاده میکنند. منيزيم را در داخل اين بوته ذوب می کنند، چون با بهترين آجر نسوز نمي توان منيزيم را ذوب كرد و دليل آن نیز ميل تركيبي منيزيم با اكسيژن است كه اكسيژن نسوز را جذب می کند و نسوز متخلخل مي شود.

 

 

آهن خالص تجاري:

چون آهن بصورت خيلي خالص بندرت يافت مي شود , بيشتر از اين آهن استفاده مي شود و خلوص آن 8/99% است و ناخالصي اش 2/0-1/0% مي باشد. آهن خالص تجاري را در دنيا برخي از شركتها از جمله شركت آرمكو و وستينگ هاوس در آمريكا توليد مي كنند كه براي ذوب آلياژهاي با نقطه ذوب كم مثل روي , منيزيم , سرب و ... از اين ورقها بوته درست كرده (بوته يكپارچه)و استفاده مي كنند (بوته را جوش نمي زنند بلكه آن را با  پرس و گرم كاري شکل می دهند.)- از بوته هاي چدني براي ذوب آلياژهاي روي , آلومينيوم و ساير آلياژها با نقطه ذوب پائين استفاده مي كنند به شرطي كه مشكل آهن در آن آلياژها وجود نداشته باشد . تجربه نشان مي دهد مذاب Al و Zn , آهن را در خود حل مي كنند، چون چدن داراي انتقال حرارت خوبی است (بدليل گرافيتهاي لايه اي) و ارزان ريخته گري مي شود . در ايران بيشتر از بوته هاي چدني استفاده  مي شود .

بوته هاي فولادي :

از بوته هاي فولادي براي ذوب آلياژها با نقطه ذوب كم و آلياژهائي كه ميل تركيبي زيادي نسبت به اكسيژن دارند مثل آلياژهاي منيزيم كه علاقه دارند اكسيژن مواد نسوز را جذب کنند , استفاده مي كنند . فولادهاي معمولي خوردگي بيشتري دارند و مذاب آلياژهاي مختلف تدريجاً آن را مي خورند (يعني بدنه را در خود حل مي كنند).

بوته از جنس مواد نسوز دوام بيشتري در برابر پوسته پوسته شدن يعني اكسيد شدن دارد . آناليز يك نوع فولاد نسوز عبارتست از 25% كرم و 20% نيكل و بقيه عناصر جزئي ديگر , از آلياژهاي ديگر نيز كه قيمت آنها گران است بعنوان بوته مي توان استفاده كرد , از جمله آلياژ 50% كرم و 50% نيكل يا آلياژ 50% كرم و 50% نيكل و كمي نيوبيوم Nb (كه دوام و مقاومت خوبي دارد) .

بوته هاي گرافيتي :

همانطور كه از نام اين بوته ها پيداست , جنس اين بوته ها از گرافيت مي باشد . (مي دانيم كه كربن در طبيعت به سه صورت ديده مي شود : 1) كربن بي شكل : اين كربن شكل بلوري ندارد و به آن كربن آمورف نيز مي گويند . اين كربن در اثر حرارت در مجاورت اكسيژن , مي سوزد و خاكستر از آن باقي مي ماند. 2) كربن بصورت گرافيت : اين نوع كربن بصورت بلوري (كريستالي) مي باشد و بلوري آن طوري است كه داراي صفحات لغزش است و اين صفحات مي توانند روي هم براحتي بلغزند . بهترين آنها گرافيت چرب نقره اي است . اين گرافيت ماده نسوز است و نقطه ذوبي در حدود بيش از 3000 درجه سانتيگراد دارد گرافيت راسب (رسوب يافته) شده در حين انجماد در چدنهاي خاكستري از اين نوع است كه از مذاب جدا شده . 3) كربن بصورت الماس : بلور اين نوع كربن بصورت يك هشت وجهي است ولي رنگي و شفاف است و با سختي 10 موهس سخت ترين ماده در طبيعت مي باشد .

بوته هاي گرافيتي بدليل اينكه نقطه ذوب بالا داشته و گرافيت نيز علاوه بر نسوز بودن از انتقال حرارت زيادي نيز برخوردار است هدايت خوبي داشته و حرارت را از جداره خود به داخل بوته هدايت مي كند .

 

طرز ساخت بوته هاي گرافيتي :

به اين شكل است كه گرافيت را همراه با كمي قير و مواد چسبي آغشته كرده و با فشار زياد پرس مي كنند سپس آن را در مدت زمان طولاني در محيط بسته اي دور از هوا مي پزند (دما در حدود 1600 درجه سانتيگراد) تا عمل تف جوشي (زينتر) روي آن انجام شود و به آرامي در كوره سرد مي شود .

 

 

بوته هاي سيليكون كاربید :

اين نوع بوته ها از استحكام بيشتري برخوردارند و ماده سيليكون كاربايد در اثر حرارت , كمي منقبض و منبسط مي شود و يكي از بهترين موادي است كه به شوك حرارتي مقاوم است . براي ذوب چدن بيشتر از بوته هاي سيليكون كاربیدي استفاده مي شود .

بوته هاي شاموتي :

اين بوته ها از خاك رس نسوز ساخته مي شود . از ريختن رس نسوز در اثر حرارت اصطلاحاً شاموت به دست مي آيد . البته درجه نسوز بوته هاي شاموتي بستگي به درجه خلوص شاموت دارد . بهترين ماده شاموت آنست كه پس از پخت , مقدار فازهاي مولايت در حداكثر خود قرار گيرد (1800 0C . 3Al2O3 . 2SiO2).

مولايت نسوزي است كه تا دماي 1800 0C مي تواند دوام بياورد , در ضمن از نظر مقاومت مكانيكي در دماي بالا نيز مناسب است . در بوته هاي شاموتي آلياژهاي غير آهني و بندرت چدن ذوب مي شود . معمولاً دوام بوته هاي شاموتي تا دماي 1650 0C است .

 
انواع كوره هاي بوته اي : Crucible Furnaces

الف) كوره بوته اي چرخان) 1- چرخان حول تقريباً كمي بالاتر از مركز ثقل – 2- چرخان حول محور ناوداني كوره ب) كوره بوته اي ثابت (زميني) ) 1- با سوخت جامد - اين نوع كوره ها دو نوعند,يكي كوره سنتي است كه از سوخت جامد زغال سنگ يا كك براي عمل ذوب استفاده مي كردند.اين نوع كوره نياز به برق نداشت و با هواي طبيعي كه از زير كوره از لابه لاي ميله هاي كف به داخل كشيده مي شد زغال سنگ يا ككها را مشتعل مي ساخت . براي ذوب فلزات مخصوصاً چدن بوته را در داخل ككها دفن مي كردند تا هم از بالا و هم از بغل ها و هم از زير حرارت به فلز برسد و ذوب خوب و كامل انجام شود. (براي ذوب چدن در اين كوره ها اول بايد ككها را الك كرد يعني ككها را دسته بندي كرد از درشت به ريز و پودر,كك درشت در زير و بعد بوته و بعد شارژ و چند كك گنده در داخل بوته و كك متوسط در اطراف و ريزها را در اطراف مي ريزيم و بقيه را در بالا مي گذاريم.

2- با سوخت مايع –, سوخت اين كوره ها از گازوئيل با ارزش حرارتي 9300 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد يا مازوت با ارزش حرارتي 1100 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد است و مي توان با استفاده از بوته هاي گرافيتي در آن چدن ذوب كرد. مشعل آن از نوع فارسونگاهي(يك نوع مشعل ساده صنعتي كه از طريق يك لوله رابط به يك ونتيلاتور(دمنده هوا) وصل شده است).نوع ونتيلاتور يا دمنده هوا بستگي به ظرفيت كوره انتخاب مي شود , معمولاً دمنده هائي كه پس از ساخت بالانس شده اند را در اين كوره ها قرار مي دهند (در تهران ,مظفريان و در تبريز,كارخانه متحد) بدنه كوره از اسكلت فلزي است , از تكه لوله هاي 40 اينچي يا بالاتر از آن به ارتفاع 130 سانتيمتر و اگر نبود از ورق 6 mm به بالا رول كرده و به هم جوش مي زنيم .قطر داخلي 100 و ارتفاع 130- 110 cm پس 100*14/3=314 cm قطر داخلي بدنه مي باشد كه از جوش زدن ورق گسترده بدست مي آيد. و در كف بدنه رول شده رينگ مي زنيم و ميله هاي در جاي خالي رينگ جوش مي دهيم رويش آجر نسوز با كمي شيب قرار مي دهيم تا سرباره ها بيرون رود , بعد كف بوته قرار داده مي زنيم كه كف بوته مي تواند بوته شكسته باشد و سپس از پائين به بالا نسوز كاري مي كنيم كه نسوز جداره 20- 15 cm است. فارسونگاه را طوري مي گذاريم كه بصورت مماس به كف بوته بخورد تا شعله دور بزند.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:7 |

كوره هاي القايي

كوره هاي القايي
كوره هاي القايي در مقايسه با كوره هاي سوخت فسيلي داراي مزاياي فراواني از جمله دقت بيشتر ، تميزي و تلفات گرمايي كمتر و ... است . همچنين در كوره هايي كه در آنها از روشهاي ديگر ، غير القاء استفاده مي شود ، اندازه كوره بسيار بزرگ بوده و در زمان راه اندازي و خاموش كردن آنها طولاني است .
عبور جريان از يك سيم پيچ و استفاده از ميدان مغناطيسي براي ايجاد جريان در هسته سيم پيچ ، اساس كار كوره هاي القايي را تشكيل مي دهد . در اين كوره ها از حرارت ايجاد شده توسط تلفات فوكو و هيسترزيس براي ذوب فلزات يا هرگونه عمليات حرارتي استفاده مي شود .
نخستين كوره القايي كه مورد بهره برداري قرار گرفت از شبكه اصلي قدرت تغذيه ميشد و هيچگونه تبديل فركانسي صورت نمي گرفت . با توجه به اينكه افزايش فركانس تغذيه كوره موجب كاهش ابعاد آن و بالا رفتن توان (تلفات) مي شود ، براي رسيدن به اين هدف ، در ابتدا منابع تغذيه موتور ژنراتوري مورد استفاده واقع گرديد .
هر چند با اين منابع مي توان فركانس را تا حدودي بالا برد ، ولي محدوديت فركانس و عدم قابليت تغيير آن و در نهايت عدم تطبيق سيستم تغذيه با كوره ، دو عيب اساسي اين سيستمها به شمار ميرفت . با توجه به اين معايب ورود عناصر نيمه هادي به حيطه صنعت موجب گرديد منابع تغذيه استاتيك جايگزين منابع قبلي شوند .
در سال 1831 ميلادي مايكل فارادي (Faraday) با ارائه اين مطلب كه اگر از سيم پيچ اوليه اي جريان متغيري عبور كند ، در سيم پيچ ثانويه مجاورش نيز جريان القاء ميشود ، تئوري گرمايش القايي را بنا نهاد . علت اصلي اين پديده القاء ، تغييرات شار در مدار بسته ثانويه است كه از جريان متناوب اوليه ناشي ميشود . نزديك به يكصد سال اين اصل در موتورها، ژنراتورها ، ترانسفورماتور ها ، وسايل ارتباط راديويي و ... بكار گرفته مي شد و هر اثر گرمايي در مدارهاي مغناطيسي به عنوان يك عنصر نا مطلوب شناخته مي شد .
در راستاي مقابله با اثرات حرارتي در مدارهاي مغناطيسي و الكتريكي از سوي مهندسين گامهاي موثري برداشته شد . آنها توانستند با مورق نمودن هستهِ مغناطيسي موتورها و ترانسفورماتورها ، جريان فوكو(Eddy Current) را كه عامل تلفات حرارتي بود مينيمم نمايند .
به دنبال آزمايشات فارادي ، قوانين متعددي پيشنهاد شد . قوانين لنز (Lenz) و نيومن (Neuman) نشان دادند كه جريان القاء‌ شده با شار القايي مخالفت كرده و به طور مستقيم با فركتنس متناسب مي باشد . فوكو (Focault) در سال 1863 در مقاله اي تحت عنوان "القاء جريان در هسته" (The Induction Of Current in Cores) كه توسط هويسايد (Heviside) منتشر گرديد نظريه اي راجع به جريان فوكو ارائه داد و در رابطه با انتقال انرژي از يك كويل به يك هسته توپر بحث نمود . علاوه بر افراد فوق ، تامسون (Thomson) نيز در ارائه نظريه گرمايش از طريق القاء سهم بسزايي داشت .
در اواخر قرن نوزدهم استفاده از تلفات فوكو و هيسترزيس به عنوان منبع گرمايش القائي از طرف مهندسين مطرح شد . همچنين در اوايل قرن اخير در كشورهاي فرانسه ، سوئد و ايتاليا بر اساس استفاده از خازنهاي جبران كننده توان راكتيو پيشنهاداتي براي كوره هاي القايي بدون هسته ارائه شد . در اين پيشنهادات بيشتر ذوب فلزات در فركانسهاي مياني مورد نظر بود .
دكتر نورث روپ (Northrup) ايده كوره با فركانس مياني را براي موارد صنعتي گسترش داد . در روزهاي نخستين ، بر اثر نبود امكانات از جمله خازنهاي با ظرفيت كافي و قابل اطمينان ، توسعه و پيشرفت متوقف شد . بعدها در سال 1927 كمپاني كوره هاي الكتريكي (Electrical Furnace CO. [EFCO.]) نخستين كوره الكتريكي با فركانس مياني را در شفيلد انگلستان و به منظور آهنگري و گرمادهي موضعي فلزات جهت اتصال به يكديگر ، نصب كرد .
بعد از اين ، تعداد و اندازه اين كوره ها رو به افزايش گذاشته است . لازم به ذكر است كه مزيتهاي ديگر كوره هاي القايي همچون دقت زياد براي گرم كردن تا عمق مورد نظر و حرارت دادن نواحي سطحي در طي پيشرفتهاي بعدي ( در سالهاي جنگ جهاني دوم ) بيشتر آشكار شد . در گرمايش القايي عدم نياز به منبع خارجي گرم كننده ، تلفات گرمايي كمتر شده و تميزي شرايط كار تامين ميگردد . در اين روش همچنين نيازي به تماس فيزيكي بار و كويل نبوده و علاوه بر اين چگالي توان بالا در مدت زمان گرمايش كم به آساني قابل دسترس مي باشد .
در ابتدا كوره هاي القايي مستقيماً از شبكه قدرت تغذيه مي شدند كه بنوبه خود گام موفقي در استفاده از توان الكتريكي جهت عمليات حرارتي بحساب ميآمد .
از آنجائيكه تلفات فوكو و هيسترزيس با فركانس نسبت مستقيم دارند و اينكه ابعاد كويل كوره با بالا رفتن فركانس كاهش مي يابد ، مهندسين به فكر تغذيه كوره در فركانسهاي بالاتر از فركانس شبكه قدرت افتادند . اولين قدم در اين راه استفاده از فركانسهاي دو برابر و سه برابر كه از هارمونيكهاي دوم و سوم بدست مي آمدند ، بود .
اين هارمونيكها بر خلاف طبيعت مخرب خود در اين نوع كاربرد سودمند تشخيص داده شدند . پائين بودن راندمان در استفاده از هارمونيكهاي فوق موجب گرديد طراحان روش ديگري را مورد استفاده قرار دهند در اين مرحله سيستم موتورـژنراتور توسعه يافت كه با استفاده از اين سيستم توانستند فركانس تغذيه را تا صدها هرتز افزايش دهند . در كوره هاي القايي افزايش فركانس باعث كاهش عمق نفوذ جريان القايي ميگردد لذا در عمليات حرارتي سطحي كه سختكاري سطح فلز ، مورد نظر مي باشد از كوره هاي القايي با فركانس بالا استفاده مي شود .
با ورود عناصر نيمه هادي مانند تريستورها ، ترانزيستورها و موسفت ها به حيطه صنعت محدوديت فركانس و عدم تغيير آن ، در تغذيه كوره ها مرتفع شد .

از لحاظ سيستم قدرت ميتوان سيستمهاي القايي را به چهار دسته اساسي تقسيم نمود :
الف ) سيستمهاي منبع (Supply Systems)در اين سيستمها كه فركانس كار آنها بين 50 تا 60 هرتز و 150 تا 540 هرتز مي باشد احتياجي به تبديل فركانس نيست و با توجه به فركانس كار ،‌ عمق نفوذ جريان زياد بوده و حدود 10 تا 100 ميليمتر مي باشد . همچنين مقدار توان لازم تا حدود چندين صد مگا وات نيز ميرسد .
ب ) سيستمهاي موتورـژنراتور (Motor-Generator Systems)
فركانس اين سيستمها از 500 هرتز تا 10 كيلو هرتز مي باشد . در اين سيستمها تبديل فركانس لازم بوده و اين عمل بوسيله ژنراتورهاي كوپل شده با موتورهاي القايي صورت مي پذيرد . همچنين در اين سيستمها توان به وسيله ماشينهاي 500 كيلو وات تامين ميگردد و براي بدست آوردن توانهاي بالاتر ،‌ از سري كردن ماشينها استفاده ميشود . عمق نفوذ در اين سيستمها به خاطر بالاتر بودن فركانس نسبت به سيستمها منبع ، كمتر بوده و در حدود 1 تا 10 ميليمتر است .
ج ) سيستمهاي مبدل نيمه هادي (Solid-State Converter Systems)
در اين سيستمها فركانس در محدوده HZ 500 تا KHZ‌100 بوده و تبديل فركانس به طرق گوناگوني صورت ميپذيرد . در اين سيستمها از سوئيچهاي نيمه هادي استفاده ميشود و توان مبدل بستگي به نوع كاربرد آن تا حدود MW2 ميتواند برسد .
د ) سيستمهاي فركانس راديويي (Radio-Frequency System) فركانس كار در اين سيستم در محدوده KHZ 100 تا MHZ10 مي باشد . از اين سيستمها براي عمق نفوذ جريان بسيار سطحي، در حدود 1/0 تا 2 ميليمتر استفاده مي گردد و در آن از روش گرمايي متمركز با سرعت توليد بالا استفاده ميگردد

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:5 |
یک مخلوط ماهیچه باید به گونه ای طراحی و آماده شود که ماهیچه های تهیه شده از آن کیفیت و مشخصات زیر را داشته باشند:

 

1)  در دمای بالا و در خلال انجماد فلز،استحکامی متناسب با استحکام فلز داشته باشند.ماهیچه ای که استحکام خود را به مدت طولانی در دمای بالا حفظ کند باعث شکست گرم(hot tears) یا ترک (crack) در قطعه ریختگی می شود.

 

2)  در خلال انجماد فلز ریخته گری فروپاشی پیدا کرده و خرد می شود، ماهیچه باید تا زمانی که فلز یک پوسته جامد در اطراف آن ایجاد می کند استحکام خود را حفظ کند و سپس هنگامی که انقباض فلز آغاز می شود به سرعت استحکام خود را از دست بدهد و در نتیجه از ترک خوردن فلز اجتناب گردد.

 

 

3)  سطح صاف و مناسبی در برابر فلز مذاب ایجاد کند به طوری که فلز نتواند در ماهیچه نفوذ کند.

 

4)  سختی کافی و مقاومت مناسب در برابر جریان فلز مذاب داشته باشد زیرا در غیر این صورت احتمال دارد شکستن،شسته شدن یا عیوب دیگر ایجاد شود.

 

 

5)  در برابر گرمای ناشی از درجه حرارت ریختن فلز مذاب مقاوم باشد.

 

6)  تحت تاثیر قالب یا جو ایجاد شده توسط فلز مذاب واقع نگردد.

 

 

7)  در خلال نگه داری استحکام خود را به مقدار خیلی زیاد از دست ندهد.

 

8)  در خلال نگه داری یا درقالب رطوبت اضافی جذب نکند.این مسئله به خصوص در مورد قالبهایی که قبل از ریخته گری به مدت قابل توجهی نگهداری می شود اهمیت دارد.

9)  در موقع حمل و نقل مقاومت کافی در برابر شکستن داشته باشد.

10)   به راحتی و به سرعت پخته شود به طوری که حداقل امکانات پخت ماهیچه مورد نیاز باشد.

11)  شکل صحیح خود را قبل از ریخته گری و در خلال آن حفظ کند.

12)  وقتی با فلز مذاب تماس پیدا می کند،گاز تولیدی در حداقل مقدار ممکن باشد.

13)  صافی سطحی داشته یاشد که بتوان قطعهای با صافی سطح مناسب تولید کرد.

14)  نفوذ پذیری و قابلیت عبور گاز مناسبی داشته باشد تا گاز های تشکیل شده در خلال ریخته گری خارج شوند.

15)   به راحتی از داخلا قطعه جامد خارج شود به طوری که حداقل هزینه تمیز کاری صرف شود.

1۶)   به داخل جعبه ماهیچه ای که در آن تهیه می شود نچسبد.

17)  بر اساس شرایط و مشخصات فوقالذکر مخلوط ماهیچه تهیه و استفاده می شود و به همین دلیل نیز برای فلزات مختلف ریختگی مخلوط های متفاوتی مورد توجه است.

 

رطوبت:

چسب های دیگر:

استفاده از باز دارنده    (inhibitor)  

عوامل موثر بر خواص ماهیچه ها

قالب های مصرفی (

 قالب های ماسه ای خشک

سیلیکات ها(SILICATES

سیلیکات سدیم

 

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد
+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 1:1 |
شرایط یک مخلوط ماهیچه:

 

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:58 |

تعریف ماهیچه:

         ماهیچه جزء مستقلی از یک قالب است که از استحکام کافی برخوردار است وبمنظور ایجاد قسمتهایی از قالب که تولید آنها از طریق قالب گیری مستقیم مشکل بوده وامکان پذیر نیست به کار میرود.

         در قطعاتی که زایده های خارجی آنها در یک سطح قرار ندارد از ماهیچه به جای قطعات آزاد مدل استفاده میشود. از موارد دیگر کاربرد ماهیچه ها،استفاده از آنها برای ایجاد فرورفتگی های عمیق که خروج مدل از قالب مشکل است ، میباشد.

 

ماهیچه ها و عیوب آنها در ریخته گری:
         
ماهیچه ها میتوانند عاملی در ایجاد قراضه های ریخته گری باشند.ماهیچه های ضعیف یا معیوب نباید مورد استفاده قرار گیرند قبل از اینکه ماهیچه ها در قالب جاسازی شوند باید کنترل شوند . عیوبی که در اثر کنترل ممکن است مشاهده شوند به شرح زیر است :

 

  1. خارج از اندازه بودن
  2. مونتاژ غیر دقیق
  3. زوائد
  4. ماهیچه های ترک دار
  5. چسبیدن ماهیچه

 

اگر این عیب برطرف شده ماهیچه ای در قالب سالم قرار گیرد باز هم ممکن است که ماهیچه غیر از آثاری که در بالا گفته شد،در قطعات ریخته گری بر اثر نحوه قرار دادن در محفظه ی قالب و در هنگامی که مذاب ریخته میشود باعث ایجاد عیوبی در قطعه ریختگی شوند،که این عیوب عبارتند از:

 

1- مک (blows)              5- انقباض ماهیچه

2- ترکیدن قطعه                 6- ماهیچه شکنی

3- خیز ماهیچه                  7- پلیسه

4- نفوذ مذاب                    8- جابجا شدن ماهیچه

این پروژه به صورت کامل موجود می باشد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:57 |

1-1)مقدمه

کوره قوسی یکی از بهترین انواع برای ذوب ،آلیاژسازی وتصفیه فولاد به حساب می آیند . این کوره از لحاظ روش ایجاد قوس به دو دسته غیر مستقیم ومستقیم تقسیم می شوند:

در روش قوس غیر مستقیم:

 قوس الکتریکی بین الکترود ها که ممکن است دوتایی یا سه تایی باشند برقرار می شوند وطراحی کوره به شکلی انجام می گیرد که شارژ بین آنه که در محدوده ، قوس قرار گرفته در اثر حرارت قوس ذوب بشوند .

ولی در کوره های امروزی عمدتاً از روش قوس مستقیم استفاده می شود که قوس بین الکترود یا الکترود ها که ممکن است تکی دوتایی یا سه تایی باشند با جداره وکف برقرار می شود وشارژی که در محدوده قرار گرفته می شود ذوب می شود.

 

از میان کوره های قوس الکتریکی مستقیم نوع 3 تایی آن هم در تناژهای کم وهم در تناژهای زیاد مورد مصرف صنعتی بیشتری دارد وهمین نوع کوره است که بیشتر برای ذوب وریخته گری فولاد استفاده می شود .

 

کوره قوس الکتریکی بر اساس سرباره شان ممکن است قلیایی یا اسیدی باشند.

یعنی اگر سرباره آن قلیایی باشد مواد نسوز نیز باید قلیایی باشد واگر سرباره آن اسیدی باشد مواد نسوز نیز باید اسیدی باشد .

سرباره قلیایی:

 در مجاورت نسوز اسیدی با آن ترکیب شده واشکالاتی بوجود می آورد.

تقریباً 95 درصد فولاغدها در جهان در کوره قلیایی تولید می شوند (زیرا با مواد قلیایی فسفرزدایی وگوگرد زدایی انجام می گیرد)

از کوره های اسیدی در موارد مخصوصی استفاده می شود.

در کوره قوس الکتریکی با جداره بازی این قابلیت وجود دارد که بتوان ازبدترین نوع قراضه بهترین و با کیفیت ترین نوع فولاد را تهیه بکنیم .

 

بطور کلی ساختمان کوره قوس الکتریکی 3 الکترودی شامل قسمتهای زیر می باشد .

1-الکترودها :

در سقف کوره قرار می گیرند وتوسط بازوهای نگهدارنده آن بالا پایین می روند.

2-سقف کوره:

:بصورت یک کلاهک است وسعی می شود سقف را بگونه ای طراحی بکنند که هم استحکام کافی داشته باشد وهم حتی الامکان از لحاظ وزنی سبک باشد

 در اکثر کوره ها قوس الکتریکی سقف همراه با الکترودها قابل حرکت است .مقداری سقف به طرف بالا حرکت می کند وبعد حرکت افقی می کند وکنار می رود وشارژ کوره از محل سقف آن وارد کوره می شود

3- دیواره ها:

 عموماً به صورت استوانه ای شکل اند وبسته به اینکه کوره اسیدی یا بازی باشد از جنس مختلفی تهیه می شوند .

4- کف کوره :

حالت قوسی شکل دارد برعکس سقف آن عمقش نسبتاًکم وسطح آن زیاد است تا فصل مشترک مذاب باسرباره بیشترین مقدار باشد.

5- درب کار :

در کوره های قوس الکتریک نیاز است که در حین ذوب موادی به ذوب اضافه شود مثل مواد فروآلیاژ یا مواد سرباره ساز یا مواد دیگر ،درنتیجه این مواد از درب کار بداخل کوره شارژ می شوند.

6-محفظه تخلیه مذاب :

قبل از شارژ کوره این قسمت توسط گل نسوز بسته می شود وبعد از انجام فرآیند ذوب وتصفیه این قسمت باز می شود کوره خم می شود ومذاب از آن تخلیه می شود.

7-دریچه سرباره گیری:

بعضی وقتها به طور مجزا وجود دارد که مشابه با محفظه تخلیه مذاب است (خود سیستم قابلیت این را دارد که تا 45 درجه کوره را برای تخلیه مذاب به جلو خم کند وتا 15 درجه برای تخلیه سرباره به عقب خم کند).

8- سیستم مکانیکی ومحرک :

که در کوره نقش دارند.

 

1- تعمیر وآماده سازی کوره :

2- شارژ:

3- ذوب:

4- اکسیداسیون:

 

5-احیاء وآلیاژسازی:

6-تخلیه مذاب :

شكستن الكترود

ساخت الکترود                                                                                                                                                                                                              

موارد استفاده فلاکس دراین کوره ها

 روش هاي توليد فولاد

توان کوره قوس

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:54 |
تاريخچه

توليد آهن اسفنجي در مقايسه با روش قديمي و سنتي توليد آهن بوسيله کوره بلند داراي سابقه كوتاه 50 ساله ميباشد .

توليد آهن از طريق روس كوره بلند داراي مزيتهاي زيادي ميباشد كه هنوز هيچ روشي نتوانسته جايگزين آن گردد ولي بدلايلي از جمله كاهش ميزان دغال سنگ كك شو و مسائل محيطي باعث شده كه روشهاي جديد احيا آهن مورد توجه قرار گيرد . اولين بار احيامستقيم يا توليد آهن اسفنجي توسط محققان آمريكايي و مكزيكي صورت گرفت .

در كوره بلند واكنشهاي سنتيك احيا عموما زير نقطه دوب آهن و حدود 820 درجه سانتيگراد انجام ميگيرد ولي بدليل ظرفيت گرمايي بالاي كك محصول كوره بلند بصورت مذاب ميباشد ازطرف ديگر حل شدن كربن موجود درذغال باعث توليد محصول به صورت چدن ميگردد كه براي توليد فولاد يك مرحله فرآيند ديگر ضروري است .

در روش احيا مستقيم ارزش حرارتي گاز طبيعي چون پايين تر از كك ميباشد واكنشهاي احيا در دماي پايين تر ازنقطه ذوب ميتواند صورت پذيرد . مشكل احيا در دماي پايين سرعت پايين واكنشهاي احيا ميباشد چون دردماي پايين واكنش شكستن گاز و توليد گازهاي احيا كننده منواكسيدكربن صورت نميگيرد باعبور گازدر اين درجه حرارت نميتوان آهن را احيا نمود براي حل اين مشكل محققان از يك رفرمرگازي يا محفظه شكست گاز استفاده ميكنند .

—دررفرمورگازي با شكستن گازطبيعي گازهاي منواكسيدكربن و هيدروژن توليد ميشوند كه باگرم كردن تا1000درجه سانتيگراد ميتواند واكنشهاي احيا باسرعت مناسب صورت گيرد .
—اولين شركتي كه در زمينه توليد آهن اسفنجي فعاليت نمود شركت ميدركس آمريكا بودكه هم اكنون توليد با اين روش و بانام اين شركت در اكثر نقاط جهان ادامه دارد و 65 درصد سهم توليد آهن اسفنجي از اين روش ميباشد . گروه ديگري كه در توليد آهن اسفنجي فعاليت داشته اند شركت مكزيكي HYL بوده است اين شركت هم اكنون ادعادارد با حذف رفرمرگازي توانسته نسل چهارم كوره هاي خودرا به بازار عرضه نمايد .
—توليدآهن اسفنجي رشد چشمگيري داشته كه 1ميليون تن در سال 1970 به 54 ميليون تن درسال 2004 رسيده است .

 پروژه به صورت کامل موجود میباشد

 

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:43 |

ریخته‌گری گریز از مرکز

طرح استفاده از نیروی گریز از مرکز در ابتدا در سال 1809 میلادی، توسط فردی انگلیسی به نام Anthony Eckhard ارائه شد و اولین استفاده صنعتی از آن در سال 1848 میلادی در بالتیمور به منظور تولید لوله چدنی صورت گرفت. هم‌گام با پیشرفت علم و صنعت از سال 1890 میلادی، پیشرفتهایی در روش ریخته‌گری گریز از مرکز آغاز گردید که در سالهای 1912 تا 1918 میلادی، منجر به ساخت ماشین De- lavaud توسط De- lavaud برزیلی گردید. (شکل 1-2)

شکل 1-2 لوله‌ریزی به روش De- lavaud

در ریخته‌گری گریز از مرکز، برای پر کردن قالب، علاوه بر نیروی ثقل از نیروی گریز از مرکز نیز استفاده می‌گردد. در این روش سطح بیرونی قطعه توسط سطح داخلی قالب شکل گرفته ولی سطح داخلی قطعه به چند صورت امکان شکل‌گیری دارد که خود سبب یک تقسیم‌بندی در روش‌ها گردیده و به طور کلی در سه دسته زیر طبقه‌بندی شده‌اند.

ریخته‌گری گریز از مرکز حقیقی

ریخته‌گری نیمه گریز از مرکز

ریخته‌گری تحت نیروی گریز از مرکز یا قطعات گریز از مرکز شده

در ریخته‌گری گریز از مرکز حقیقی محور ریخته‌گری بر محور دوران قطعه، منطبق بوده و سطح داخلی بدون حضور ماهیچه و به واسطه نیروی گریز از مرکز شکل می‌گیرد. در این روش محور دوران در یکی از سه حالت افقی، عمودی و مایل می‌باشد که ابعاد و شکل قطعه تعیین کننده حالت صحیح آن خواهد بود. اگر طول قطعه استوانه‌ای شکل L و قطر آن D فرض می‌شود، نسبت  روش افقی ،  روش مایل و  روش عمودی به کار گرفته می‌شود.

قالبهای مورد استفاده در روش ریخته‌گری گریز از مرکز افقی

قالبهای ریخته‌گری گریز از مرکز افقی بسته به شرایط کاری، سرعت تولید و جنس آلیاژ ریختگی، به دو دسته مصرف شدنی و دائمی تقسیم‌بندی شده است که قالب‌های ممرد استفاده در ریخته‌گری گریز از مرکز لوله‌های چدنی مورد نظر، فولادی دائمی است.

جنس فولادهای قالب  گریز از مرکز

فولادهی قالب لوله‌ریزی از نوع فولادهای گرم کار بوده که جهت تهیه لوله‌های چدنی و همچنین قالبهای تزریق پلاستیک در صنعت مورد توجه می‌باشند. در حین کار سطح داخلی آنها تحت درجه حرارتهای بالا  و بارهای مکانیکی نسبتا پایین قرار دارد.

فولادهای قالب در حین کار تحت تاثیر عواملی قرار می گیرند که بر طول عمر آنها تاثیر دارد این عوامل عبارتند از :

سیکل تغییرات دما با دامنه 230 تا 700 درجه سانتیگراد در سطوح داخلی قالب ( زمان یک دوره  تغییرات دما تقریباً 120 ثانیه است . )

نیروی گریز از مرکز بالا در اثر چرخش قالب با سرحت حدود 950RPM  حاصل می شود .

تنشهای بالا در نواحی نزدیک سطح داخلی ( حدود Mpa 200 فشاری و Mpa 780 کششی )

خوردگی حاصل از گازها و هوا که از انجام واکنش ها حاصل می شود .

ترکهای خراشی در هنگام بیرون کشیدن لوله ها از قالب در جهت محور قالب

 

MO

Cr

S

P

Mn

Si

C

 

4/0

5/2

005/0

01/0

4/0

3/0

18/0

21CrMo10

25/0

1/1

005/0

01/0

6/0

25/0

3/0

34CrMo4

جدول 1-2 ترکیب شیمیایی فولاد قالب

بسته به شرایط کاری ( مداوم ریزی ، باریزی ، سیستم آبگرد ، پوشش قالب و ... ) عمر مفید هر قالب از چند صد تا چند هزار باریزی متغیر است . در اثر شوک های حرارتی و خستگی حرارتی نهایی ، بعد از چند بار باریزی شبکه هایی از ترک در داخل قالب ایجاد می شود . که به منظور افزایش کیفیت سطح داخلی قالب و سهولت در بیرون کشیدن لوله ، قالب تحت عملیات پرداخت کاری ( سنگ زنی و آج کاری ) قرار می گیرد .

 

 مشخصات ریخته‌گری از مرکز افقی

اگر چه پارامترها و متغیرهای بسیاری بر این فرایند تاثیر گذارند، لیکن می‌توان به طور عمده موارد ذیل را برشمرد:

سرعت دورانی قالب، نوع و ضخامت پوشش، درجه حرارت ریخته‌گری، دره حرارت پیش‌گرم قالب، انتقال حرارت و الگوی انجماد به طور اجمال برخی از این موارد که اهمیت بیشتری از دیدگاه موضوع این تحقیق دارند، بررسی می‌شوند.

سرعت دورانی قالب

سرعت دورانی قالب (N بر حسب دور بر دقیقه) از روابط نیروی گریز از مرکز و نیروی جاذبه اعمالی بر جسم در حال دوران، قابل محاسبه است.

با توجه به این که در حرکت دورانی  Fc=

Fc: نیروی گریز از مرکز W = Mg

W نیروی وزن

و چنانچه نسبت گریز از مرکز به نیروی وزن را با G نمایش دهیم، خواهیم داشت:

که در رابطه فوق G ضریب و D قطر دورانی بر حسب متر بوده و این ارتباط در شکل 3-2 نشان داده شده است.

انتظار اولیه از سرعت دوران این است که با به کارگیری آن ذوب به سطح داخلی قالب چسبیده و اصطلاحا توسط قالب جذب شده توزیع یکنواخت آن بر روی قالب در هر دو جهت طولی و محیطی گردد. در سرعت‌های کمتر از حد پائینی، آشفتگی جریان و پاشش ذوب به بیرون رخ داده و در سرعت‌های خیلی بالا، ترک گرم و ارتعاش بیش از حد ماشین ظاهر می‌شود.

برای بیان سرعت دورانی قالب بیشتر از فاکتور G (به عنوان نیروی گریز از مرکز) و سرعت زاویه‌ای استفاده می‌شود. شکل 3-2 رابطه قالب، نیرو و سرعت دوران در ریخته‌گری گریز از مرکز را نشان می‌دهد.

 

پوشش قالب

در سطوح قالب‌های فلزی به منظور ایجاد واسطه مناسب بین قالب و فلز مذاب در جهت تامین اهداف زیر پوشش‌های به کار گرفته می‌شود:

جلوگیری از چسبیدن مذاب به قالب

جلوگیری از خوردگی قالب توسط مذاب

تسهیل در امر خارج ساختن قطعه از قالب

کاهش شوک حرارتی اعمالی به قالب و افزایش عمر آن

جلوگیری از انجماد لحظه‌ای و زود هنگام مذاب و کاهش سرعت سرد شدن قطعه (کترل انتقال حرارت در لحظه‌های اولیه)

کنترل سرعت و جهت انجماد

در ریخته‌گری گریز از مرکز افقی، به منظورهای متفاوتی اقدام به پوشش داد سطح داخلی قالب سرعت می‌گردد که بستگی به جنس آلیاژ، درجه حرارت ذوب و خواص متالورژیکی مورد نظر، قبل از هر بار لوله‌ریزی از طریق اسپری یا در حین عمل ذوب‌ریزی از طریق سیستم پودرپاش، عمل پوشش دهی انجام می‌شود.

به عنوان مثال در ریخته گری فولاد از پوششهای عایق، در مورد چدنهای خاکستری و نشکن از مواد گرافیت‌زا مانند پودر فروسیلیسم و در ریخته‌گری آلومینیم از پوششهای صرفا جدا کننده، استفاده می شود.

رسیدن به هدفهای متفاوت و خواص متالورژیکی مطلوب، به کارگیر پوشانها را در ضخامتهای مختلف ( در مورد پودر، در مقادیر مختلف) سبب می‌شود. در ریخته‌گری لوله‌های چدنی محدوده این ضخامت از حود هم میلیمتر تا یک میلیمتر متغیر است.

 

 درجه حرارت ریخته‌گری مذاب

میزان فوق‌گذاز مورد نیاز جهت تولید یک قطعه سالم بستگی به نوع فلز یا آلیاژ ریختگی، اندازه و خواص فیزیکی قالب دارد. رابطه تجربی زیر برای ریخته‌گری فلزات آهنی جهت تعیین مقدار فوق‌گداز، پیشنهاد می‌شود:

 

که L طول سیالیت در آزمایش اسپیرال (mm) و  میزان فوق گداز می‌باشد. در عمل ترجیح داده می‌شود که درجه حرارت ریخته‌گری تا حد ممکن پایین‌ترنتخاب شود ولی همواره باید تشکیل نواقص ناشی از دمای بارریزی پایین را مد نظر داشت به طوری که این نقایص ایجاد نشوند. دمای بارریزی بالا، نیازمند سرعت‌های دورانی زیاد می باشد به طوری که مانع از لغزش مذاب گردد، دماهای بارریزی پایین سبب لایه‌لایه‌ای شدن و تشکیل تخلخل‌های گازی می‌گردد. همچنین درجه حرارت ریخته‌گری بر سعت انجماد و مقدار جدایشاهی انجام شده تاثیر دارد.

شکل 4-2  الف اثر ضخامت پوشش و 4-2 ب درجه حرارت ریخته‌گری را بر فرایندانجماد ریخته‌گری گریز از مرکز افقی نشان می‌دهد. اعداد 1و 2 منحنی‌های لیکوئیدوس و سالیدوس می‌باشند.

شکل 4-2 اثر ضخامت پوشش و درجه حرارت ریخته‌گری گریز از مرکز افقی

 

 مکانیزم انجماد در فرایند ریخته گری گریز از مرکز افقی

در ریخته گری گریز از مرکز افقی، حرارت تنها از طریق دیواره قالب که در تماس مستقیم با سیستم آبگرد است، از قطعه در حال انجماد انتقال می‌یابد. انجماد از سطح خارجی لوله که در تماس با قالب است، شروع شده و به سمت سطح داخلی ادامه می‌یابد. مهمترین عواملی که بر فرایند انجماد اثر می‌گذارند عبارتند از :

قالب- شامل جنس قالب، ضخامت و درجه حرارت اولیه قالب

ضخامت و هدایت حرارتی پوشش قالب

شرایط ریخته‌گری شامل میزان فوق گداز، سرعت بارریزی و سرعت دورانی

وجود  هر گونه ارتعاش در ماشین ریخته‌گری

شکل 4-2 اثر ضخامت پوشش قالب و میزان فوق‌گداز بر سرعت انجماد را نشان می‌دهد. ساختار سیاه تاب لوله‌های چدنی ریخته‌گری گریز از مرکز به ترکیب شیمیایی‌شان وابسته بوده و همانطوری که در شکل 5-2 نشان داده شده است، در حالت کلی به سه صورت زیر می‌باشد.

حالت 1) شامل دانه‌های ستونی جهت یافته و در امتداد آنها دانه‌های هم‌محور

حالت 2) ساختار با دانه‌های کاملا هم محور

حالت 3) باندهای با دانه‌های هم محور و اندازه‌ها، متفاوت ( در این حالت با شکستن دندریت‌ها توسط ارتعاشات و دور زیاد دستگاه دانه‌های هم محور با ابعاد متنوع شکل می‌گیرند.

 

 

 

شکل 5-2 جوانه‌زنی و رشد الف) ستونی ب) هم محور ، ج) هم محور با اندازه دانه‌های متفاوت

 

عیوب ریخته‌گری گریز از مرکز

اغلب عیوبی که در تهیه لوله‌ها از طریق ریخته‌گری گریز از مرکز به وجود می‌ایند همانهایی هستند که در ریخته‌گری ثقلی ایجاد می‌شوند و اغلب تاثیر مشترک چند عامل می‌باشند. در اینجا به معرفی مهمترین عیوب ایجاد شده در فرایند لوله‌ریزی لوله‌های چدنی پرداخته و به طور جمال علت یا علل شناخته شده، توضیح داده می‌شود.

 

عیب ترک

الف- ترک گرم یا پارگی یکی از نقایص این روش است. بعد از ورود مذاب به قالب و زمانی که اولین لایه منجمد می‌شود، مذابی در پشت این پوسته منجمد شده قرار دارد و به واسطه حرکت دورانی بر آن فشار وارد می‌کند. این فشار در پوسته استوانه‌ای شکل در حال انقباض،  تنش‌های محیطی ایجاد می‌کند. در همین حال در ضخامت منجمد شده قطعه یک انقباض و در قالب به سبب افزای درجه حرارت آن، یک انبساط حرارتی به وجود می‌آید که سبب شکل‌گیری یک فاصله هوایی گشته و قطعه از حمایت سرتاسری قالب محروم می‌ماند. در این زمان اگر تغییر شکل ناشی از تنش محیطی فراتر از مقاومت گسیختگی فلز در آن درجه حرارت گردد، پوسته دچار ترک طولی می‌گردد. البته در صورت پر شدن این ترک با مذاب نیز عیب به نام عیب سردجوشی در سطح تماس ایجاد می گردد.

روشهای جلوگیری از بروز این نقص عبارتند از:

کاهش درجه حرارت ریخته‌گری، کاهش سرعت ریخته‌گری، افزایش درجه حرارت پیش‌گرم قالب، به کارگیری سرعت دورانی کمتر در شروع ریخته‌گری و افزای ضخامت تقالب با استفاده از لایه پوشش عایق در سطح داخلی قالب.

ب) ترک‌های عرضی

ترکهای عرضی از دیگر نقایص ایجاد شده در لوله می‌باشد که می‌تواند در نتیجه تمرکز شدید تنش‌های حرارتی و یا به خاطر انبساط گرافیت و گیر کردن لوله در قالب ایجاد شود.

 

عیب چروک خوردن سطح لوله‌ها

چروک یکی دیگر از معایب ایجاد شده در لوله‌هاست. در سطح خارجی لوله چروکیدگیهایی ایجاد شده که عمدتا در جهت عرضی می‌باشد. این عیب به خصوص در لوله‌های چدنی نشکن، با افزایش کربن معادل خصوصا در نتیجه افزایش سیلیسیم تشدید می‌گردد و بدین صورت توجیه می‌گردد که اگر آزاد شدن گرافیت در پوسته جامد اولیه زیاد باشد، موجب انبساط این پوسته می‌گردد و چون راهی برای انبساط لوله به دلیل چسبندگی به قالب (فلزی) وجود ندارد، نیروی فشار بالایی در طول انباشته شده که نهایتا در مناطق خاصی موجب انحناء و خم شدن پوسته اولیه می‌گردد.

 

عیب بریدگی لوله

بریدگی یکی یگر از معایبی است که ناشی از کاهش سیالیت مذاب در اثر فوق گداز پایین یا عدم گرافیت‌زایی کافی(مقدار پودر جوانه‌زای داخل قالب کم و یا اصلا استفاده نشود) صورت می‌گیرد و سبب جدا شدن قسمت‌هایی از لوله از هم می‌گردد.

 

عیب تردی لوله

تردی لوله یکی دیگر از معایبی است که بیشتر به صورت ترک خوردگی در جریان ریخته‌گری لوله پدید می‌آید. پایین بودن کربن معادل به خصوص سیلیسیم، پایین بودن درجه حرارت ذوب‌ریزی و در نتیجه عدم حل شدن مواد جوانه‌زا، پایین بودن درصد مواد جوانه‌زا یا عدم جوانه‌زایی از دلایل شکل‌گیری این عیب می‌باشد.

 

عیب ساچمه‌ای شدن سطح لوله

در بعضی از نقاط سطح خارجی لوله، ذرات گلوله‌ای شکل و یا سطح کوچک و بی‌شکلی دیده می‌شود که با یکدیگر و با سطحی که آنها را احاطه کرده است جوش سرد خورده‌اند و در واقع بر روی سطح محبوس شده‌اند. ذوب‌ریزی نادرست از ناودان، عدم به کارگیری لوچه در سر ناودان، علت تشکیل این عیب می‌باشد.

 

عیب حفره‌های نشتی یا سوراخ شدن لوله‌ها

معمولترین و متداولترین عیب موجود در لوله‌های چدنی نشکن، تولید شده به روش ریخته‌گری گریز مرکز در قالب‌های فلزی، عیب سوراخ شدن لوله‌ها می‌باشد که معمولا در جهت شعاع و در جهت انجماد شکل می‌گیرند. این حفرات از سطح خارج لوله‌ها شروع شده و به سمت سطح داخلی لوله‌ ادامه می‌یابند. ریشه بروز این عیب هنوز به طور کامل مشخص نیست وعلل مختلفی را می‌توان به طور جداگانه در ایجاد این عیب موثر دانست. یکی از محتمل‌ترین علت‌هایی که وجود دارد امکان وقوع واکنش شیمیایی تولید کننده گاز ما بین مذاب و قالب و یا گازهای خارج شده از پوشش قالب می‌باشد. در پژوهش حاضر، سعی شده است تا مکانیزم واقعی تشکیل این عیب تشخیص داده شده و راه‌حل‌هایی برای جلوگیری از ایجاد آن ارائه گردد.

پروژه به صورت کامل به همراه دیاگرام و جداول و تصاویر مکروسکپی موجود میباشد 

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:39 |

ريخته‌گري در قالبهاي ريژه (روش ثقلي)

 

مقدمه

همانگونه كه از تاريخچه ريخته‌گري بر مي‌آيد ، روش ريخته‌گري در قالبهاي دائمي قدمتي چندين هزار ساله دارد . انسانهاي اوليه با تعبيه شكل قالب در سنگ از يك نوع قالب نيمه دائمي استفاده مي كردند.

براساس يك تعريف كلي ريخته‌گري در قالبهاي دائمي به گروهي از روشهاي ريخته‌گري اطلاق مي‌شود كه يك قالب فلزي دو يا چند تكه‌اي براي تهيه زيادي قطعه يكسان به طور مكرر مورد استفاده قرار گيرد.

تقسیم بندي روشهاي ريخته‌گري در قالبهاي دائمي :

-       روش ريخته‌گري در قالبهاي دائمي براساس نحوه پركدن قالب به صورت زير تقسيم مي‌شوند:

-        روش ريخته‌گري در قالب ريژه كه براساس نيروي وزن مذاب ، محفظه قالب را پر مي‌كند.

-       روش ريخته‌گري تحت فشار كه در آن قالب براساس نيروي فشاري وارد بر مذاب پر مي‌شود.

-       روش ريخته‌گري گريز از مركز كه در آن مذاب در نتيجه نيروي گريز از مركز قالب را پر مي‌كند.

 

ريخته‌گري در قالبهاي ريژه (روش ثقلي ):

ريخته‌گري در قالبهاي ريژه روشی است كه در آن قالبي دو يا چند تكه به منظور توليد قطعه اي‌ مكرراً مورد استفاده قرار مي‌گيرد و مذاب براساس وزن (نيروي ثقل ) قالب را پر مي‌نمايد.

در اين روش به طور كلي فشار حاصل از اختلاف ارتفاع دهانه بارريزي و محفظه قالب عامل عمده و موثر پرشدن قالب است و به همين دليل اين روش را ريخته‌گري وزني نيز مي‌نامند. در حقيقت اين روش مانند ريخته‌گري در كليه قالبهاي ماسه‌اي و موقت مي‌باشد ولي به دليل استفاده از فشار خارجي در ساير روشهاي قالبهاي دائمي بر كلمه وزني به معناي استفاده از فشار مذاب و نه اعمال فشار خارجي تاكيد شده است قالب معمولاً از دو تكه ساخته مي‌شود كه به وسيله گيره ، پيچ و امكانات ديگر به هم متصل مي‌گردند.

قالب معمولاً قبل از بارريزي گرم مي‌شود وبراي توليد قطعات ريختگي مرغوب همواره بايستي درجه حرارت قالب را كنترل نمود.

همانگونه  در مباحث قالبهاي دائمي به آن اشاره شده است ، مهمترين عامل در استفاده از قالبهاي دائمي ، چگونگي خروج قطعه ريختگي از داخل قالب مي‌باشد. در مورد قطعات ماهيچه‌دار ، چنانچه ماهيچه فلزي به سرعت از داخل قالب بيرون كشيده نشود ، نيروي انقباض حاصل از انجماد مذاب به حدي است كه امكان خروج ماهيچه فلزي را غير ممكن مي‌نمايد. باتوجه به اين مطلب و مطلب مهم ديگري كه ناشي از شكل ماهيچه است در اغلب موارد به جاي استفاده از ماهيچه فلزي از ماهيچه‌هاي ماسه‌اي يا گچي استفاده مي‌شود كه مي‌توان آنرا يك روش نيمه دائمي محسوب كرد.

براي افزايش سرعت توليد و همچنين سهولت باز و بسته‌ كردن قالب از وسايل مختلف كمپرسي و هيدروليكي نيز استفاده مي‌شود . در صنايع خودرو سازي كه قطعات كوچك و متوسط به مقدار زيادي مورد مصرف است ، از سيستم گردان براي قالبهاي دائمي استفاده مي‌كنند تا توليد به ميزان قابل توجهي افزايش يابد.

مزايا و محدوديتهاي ريخته‌گري در قالبهاي ريژه :

فرايند ريخته‌گري در قالبهاي ريژه براي توليد قطعات در تعداد زياد و ضخامت ديوار نسبتاً يكنواخت مناسب مي‌باشد.و اين روش در مقايسه با روشهاي ريخته‌گري در قالبهاي موقت داراي مزايا و محدوديتهاي به شرح زير مي‌باشد:

مزايا :

1-    سرعت توليد بالا

2-    قابليت تكرار توليد قطعات يكنواخت

3-    دقت ابعادي خوب

4-    سطح تمام شده مناسب

5-    كيفيت متالوژريكي بالاي قطعات توليد شده از اين روش

6-    عيوب ريخته‌گري كم

7-    شرايط بسيار مناسب زيست محيطي

8-    عدم نياز به سرمايه‌گذاري كلان

محدوديتها و معايب :

1-    عدم امكان توليد كليه آلياژها

2-    غير اقتصادي بودن توليد در تعداد كم (ساخت قالب در اين روش پر هزينه بوده لذا در تعداد كم غير اقتصادي است)

3-    عدم امكان توليد قطعات بزرگ و سنگين

4-    عدم امكان توليد قطعاتي با اشكال خاص ( به عنوان مثال قطعاتي با سطح جدايش پيچيده يا قطعاتي كه خارج كردن آنها از قالب مشكل است).

5-    لزوم استفاده از پوشش

 

 

ادامه دارد

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:35 |

روش ريخته گري دقيق تعريف :

‌ريخته گري دقيق به روشي اطلاق ميشود كه در ان قالب با استفاده از پوشاندن مدل هاي از بين رونده توسط دوغاب سراميكي ايجاد مي وشد. مدل (‌كه معمولا از موم يا پلاستيك است ) توسط سوزاندن با ياذوب كردن از محفظه قالب خارج مي شود.

ويژگي :
در روشهاي قالبگيري در ماسه ، مدلهاي چوبي يا فلزي به منظور تعبيه شكل قطعه در داخل مواد قالب مورد استفاده قرار ميگيرد. در اينگونه روشا مدلها قابليت استفاده مجدا دارند ولي قالب فقط يكبار استفاده مي شود. در روش دقيق هم مدل و هم قالب فقط يك بار استفاده مي شود. درروش دقيق هم مدل و هم قالب فقط يك بار استفاده مي شود .

مزايا و محدوديتها
الف: مهمترين مزاياي روش ريخته گري دقيق عبارتند از : - توليد انبوه قطعات با اشكال پيچيده كه توسط روشهاي ديگر ريخته گري نمي توان توليد نمود توسط اين فرايند امكان پذير مي شود. - مواد قالب و نيز تكنيك بالاي اين فرايند،‌- امكان تكرار توليد قطعات با دقت ابعادي وصافي سطح يكنواخت را ميدهد. - اين روش براي توليد كليه فلزات و آلياژهاي ريختگي به كار مي رود . همچنين امكان توليد قطعاتي از چند آلياژ مختلف وجود دارد. - توسط اين فرآيند امكان توليد قطعاتي با حداقل نياز به عملايت ماشينكاري و تمام كاري وجود دارد. بنابراين محدوديت استفاده از آلياژهاي با قابليت ماشينكاري بد از بين مي رود. - در اين روش امكان توليد قطعات با خصوصا متالورژيكي بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق براي ذوب و ريخته گري قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدايش قطعات حذف مي شود و نتيجتا موجب حذف عيوبي مي شود كه در اثر وجود خط جدايش به وجود مي آيد.. –
ب:مهمترين محدوديتهاي روش ريخته گري دقيق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات توليد شده توسط اين روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن كمتر از 5 كيلوگرم توليد مي شود . - هزينه تجهيزات و ابزارها در اين روش نسبت به ساير روشها بيشتر است.
انواع روشهاي ريخته گري دقيق:

در اين فرايند دو روش متمايز در تهيه قالب وجود دارد كه عبارتند از روش پوسته اي و روش توپر به طور كلي اين دو روش درتهيه مدل با هم اختلاف ندارند بلكه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرايند قالبهاي پوستهاي سراميكي پوسته اي سراميكي درريخته گري دقيق: براي توليد قعطات ريختگي فولادي ساده كربني ، فولادهاي آلياژي ،‌فولاد هاي زنگ نزن، مقاومت به حرارت وديگر آلياژهايي با نقطعه ذوب بالاي اين روش به كار مي رود به طور شماتيك روش تهيه قالب را در اين فرآيند نشان مي دهند كه به ترتيب عبارتند از :
الف : تهيه مدلها : مدلهاي مومي يا پلاستيكي توسط ورشهاي مخصوص تهيه ميشوند.
ب : مونتاژ مدلها : پس از تهيه مدلهاي مومي يا پلاستيك معمولا تعدادي از آنها ( اين تعداد بستگي به شكل و اندازه دارد) حول يك راهگاه به صورت خوشه اي مونتاژ مي شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ريز روشهاي مختلف وجود دارند كه سه روش معمولتر است و عبارتند از :
روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده مي شود و سپس به محل تعيين شده چسبانده مي شود .
روش دوم: اين روش كه به جوشكاري مومي معروف است بدين ترتيب است كه محلهاي اتصال ذوب شده به هم متصل مي گردند .
روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهاي مخصوص است كه محل اتصال توسط جسبهاي مخصوص موم يا پلاستيكي به هم چسبانده مي شود. روش اتصال مدلهاي پلاستيكي نيز شبيه به مدلهاي مومي مي باشد..
ج : مدل خوشه اي و ضمائم آن در داخل دو غاب سراميكي فرو برده مي شود. درنتيجه يك لايه دو غاب سراميكي روي مدل را مي پوشاند
د:در اين مرحله مدل خوشه اي در معرض جريان باران ذرات ماسه نسوز قرار ميگيرد.‌تايك لايه نازك درسطح آن تشكيل شود .
ه: پوسته سراميكي ايجاده شده در مرحله قبل كاملاخشك مي شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا براي جند بار تكرار مي شود . تعداد دفعات اين تكرار بستگي به ضخامت پوسته قالب مورد نياز دارد. معمولا مراحل اوليه از دوغابهايي كه از پودرهاي نرم تهيه شده ،‌استفاده شده و بتدريج مي توان از دو غاب و نيز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافي سطح قطعه ريختگي بستگي به ذرات دو غاب اوليه و نيز ماسه نسوز اوليه دارد.
ز: مدول مومي يا پلاستيكي توسط ذوب يا سوزانده از محفظه قالب خارج مي شوند، به اين عمليات موم زدايي مي گويند . درعمليات موزدايي بايستي توجه نمود كه انبساط موم سبب تنش وترك در قالب نشود
ح: در قالبهاي توليد شده عمليات بار ريزي مذاب انجام مي شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سراميكي شكسته ميشود.
ي: در آخرين مرحله قطعات از راهگاه جدا مي شوند.
مواد نسوز در فرآيند پوسته اي دقيق:
نوعي سيليس به دليل انبساطي حرارتي كم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته اي دقيق مورد استفاده قرار مي گيرد.اين ماده نسوز براي ريخته گري آلياژهاي آهني و آلياژهاي كبالت مورد استفاده قرار مي گيرد. زير كنيم شايد بيشترين كاربرد را به عنوان نسوز در فرآيند پوسته اي دارد. اين ماده بهترين كيفيت را در سطوح قطعه ايجاد نموده و در درجه حرارتهاي بالا پايدار بوده و نسبت به خورديگ توسط مذاب مقاوم است. آلومين به دليل مقاومت كم در برابر شوك حرارتي كمتر مورد استفاده قرار ميگيرد. به هر حال در برخي موارد به دليل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار مي گيرد.
چسبها :‌مواد نسوز به وسيله چسبها به يكديگر مي چسبد اين چسبها معمولا شيميايي مي باشند سليكات اتيل ،‌سيليكات سديم و سيليس كلوئيدي . سيليكات اتيل باعث پيدايش سطح تمام شده بسيار خوب ميشوند. سيليس كلوئيدي نيز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالي مي شود.
اجزاي ديگر: يك تركيب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد ديگري است كه هر كدام به منظور خاصي استفاده مي شود.
اين مواد به اين شرح است : - مواد كنترل كننده ويسكوزيته - مواد تركننده جهت كنترل سياليت دو غاب و قابليت مرطوب سازي مدل - مواد ضد كف جهت خارج كردن حبابهاي هوا - مواد ژلاتيني جهت كنترل در خشك شدن و تقليل تركها فرايند تهيه قالبهاي توپر در ريخته گري دقيق: شكل به طول شماتيك مراحل تهيه قالب به روش توپر را نشان مي دهد كه عبارتند از :
الف : تهيه مدلهاي ذوب شونده
ب :‌مونتاژ مدلها : اين عمليات درقسمت
ج: توضيح داده شده ح: مدلهاي خوشه اي و ضمائم آن درداخل درجه اي قرار ميگيرد و دوغاب سراميكي اطراف آن ريخته ميشودتا درجه با دو غاب ديرگداز پر شود. به اين دو غاب دو غاب پشت بند نيز گفته ميشود . اين دو غاب در هوا سخت مي شود و بدين ترتيب قالب به اصطلاح توپر تهيه مي شود
د: عمليات بار ريزي انجام ميشود
ه : قالب سراميكي پس ازانجماد مذاب شكسته مي شود
و: قطعات از راهگاه جدا مي شوند شكل دادن به روش ريخته گري دو غابي مقدمه اين طريقه شبيه كار ----- پرس است ، به اين معنا كه مقدار آب به مواد اوليه اضافه شده تا حالت دو غابي به خود بگيرد. بايد خارج شود ،به اين دليل براي ساختن اشيا روش كندي است . به طور كلي اين روش موقعي مورد استفاده قرار ميگيرد كه شكل دادن به روشهاي اقتصادي تر غير ممكن باشد. ازطرف ديگر مواقعي از اين روش اسفتاده مي كنند كه تعدااد زيادي از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتري بارز اين روش در توليد قطعات پيچيده است . دوغاب،‌داخل قالبهاي گچي متخلخل كه شكل مورد نظر را دارد، ريخته مي شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر اين عمل يك لايه از مواد دو غاب به ديواره قالب بسته مي شود و شكل داخل قالب را به خود مي گيرد.دو غاب در داخلي قالب باقي مي ماند تا زماني كه لايه ضخامت مورد نظر را پيدا كند. اگر ريخته گري تو خالي نباشد ،‌نيازي به تخليه دو غاب نيست ، ولي براي قطعاتي كه توخالي باشند، قالب برگدانده ميشود . دو غاب اضافي كه روي سطح قالب قرار دارد،‌به وسيله كرادكي تراشيده مي شود . سپس لايه اضافي با كمك چاقو در ناحيه ذخيره برداشته مي شود . جدارة تشكيل دشه كه همان قطعه نهايي موردنظر است، درقالب باقي مي ماند تا زماني كه كمي منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس مي توان آن را از قالب در آورد . بعد از اينكه قطعه مورد نظر خشك شد،‌كليه خطوط اضافي كه دراثر قالب روي آن ايجاد شده است، با چاقو زده و يا به وسيله اسفنج تميز مي شود در اين مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافي دو غاب حين ريخته گري خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پايين مي آيد. به اين دليل معمولا يك حلقه بالاي قالب تعبيه مي شود تا دو غاب را بالاي قعطه مورد نظر نگه دارد. اين حلقه ممكن است از گچ و يا از لاستيك ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نيز دو غاب به جدا بسه شده و با كمك چاقو تراشيده ميشود. وقتي كه جسم داخل قالب گچي كمي خشك شد،‌اسفنجي نمدار دور آن كشيده مي شود تا سطحي صاف به دست آيد . اين روش كه در بالا به ان اشاره شد ، براي ريخته گري اجسامي است كه داخل آنها خالي است . مانند گلدان، زير سيگاري ، و غيره ... اما طريقه اي هم هست كه براي ساختن اجسام توپر به كار مي رود ، به اين تريتب كه دو غاب داخل قالب مي ماند تا اينكه تمام آن سف شود. براي ساختن اشيايي كه شكل پيچيده دارند ، ممكن است قالب گچي ازچندين قعطه ساخته شود تا بتوانيم جسم داخل آن را از قالب خارج كنيم ، هر قطعه قالب شامل جاي خالي است كه قعطه قالب ديگر در آن جا مي گيرد. (‌نروماده ) اگر قالب داراي قطعات زيادباشد،‌لازم است در حين ريخته گري خوب به هم چسبد اين كار را مي توان به وسيله نوار لاستيك كه محكم به دور آن مي بنديم انجام دهيم . هنگام در اوردن جسم از قالب بايد اين نوار لاستيكي را باز كرده و برداريم. غلظت مواد ريخته گري بايد به اندازه كافي باشد كه باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادي كه شامل مقدار زيادي خاك رس هستند،‌غلظت آنها به قدري كم خواهد شد كه ريخته گري آنها مشكل شده و معايبي هم در حين ريخته گري ايجادمي شود. براي اينكه دو غاب را به اندازه كافي روان كنيم . مواد روانسازي به دو غاب اضافه مي شود.
ريخته گري دو غابي تجهيزات مورد نياز: مواد مورد نياز - مواد اوليه - آب - روانساز( سودا و سيليكات سديم يا آب شيشه ) ابزار مورد نياز - همزان الكتريكي - ترازو ( با دقت 1/0و01/0 گرم) - پارچ دردار - قالب گچي مورد نياز ( قالب قوري - لوله و قالب هاون آزمايشگاهي - دسته هاون آزمايشگاهي - دسته هاون ) - ويسكوزيته متر ريزشي با بروكفيد - لاستيك نواري - ميز كار آماده سازي دو غاب توزين و اختلاط مواد اوليه :‌در توليد فرآورده هاي سراميكي ،‌عمل توزين مواد اوليه به طور كلي مي تواند به دو روش انجام شود. (‌توزين به روش خشك ) (‌توزين به روش تر )‌در مرحله تهيه و آماده سازي بدنه ،‌روش توزين عامل بسيار مهم و تعيين كننده اي است.
توزين درحالت خشك : در اين روش ،‌عمل توزين هنگامي صورت مي گيرد كه مواد اوليه به صورت خشك و يا تقريبا خشك باشند و هنوز تبديل به دو غاب نشده باشند . هنگام توزين ،‌حتما بايد آب موجود درمواد اوليه و به طور عمده در مواد پلاستيك (‌كه از محيط اطراف جذب شده و يا در معدن در اثر ريزش برف و باران مرطوب و نمدار شده است )‌منظور شود . البته بايد توجه داشت كه تعيين دقيق مقدار رطوبت موجود در مواد اوليه،عملا غير ممكن است و اين موضوع ، يعني عدم دقت ، نقص بزرگ توزين به روش خشك است . در عمل از تك تك مواد اوليه نمونه برداري كنيد ،‌و بعد از توزين آن را در خشك كن آزمايشگاهي در دماي ( ) قرار دهيد بعد از 24 ساعت نمونه را دوباهر توزين كنيد . اختلاف وزن نسبت به وزن اوليه را محاسبه كنيد تا درصد رطوبت خاك مشخص شود . بعد از تعيين درصد رطوبت ، درصد فوق را در توزين نهايي مواد اوليه منظور كنيد . توزين در حالت تر: در اين روش،‌عمل توزين بعد از تبديل هر يك از مواد اوليه به دو غاب انجام مي شود. بديهي است كه هريك از مواد اوليه به دو غاب انجام مي شود . بديهي است كه در روش خشك گفته شد ، وجود نخواهد داشت . البته در صنعت به لحاظ نياز اين روش به چاله هاي ذخيره سازي كه فضاي بيشتري با سرماهي گذاري اوليه بالاتري را مي طلبد ،‌كمتر استقبال مي شود. در مورد توزين به روش تر ،‌حتما اين روش مطرح خواهد شد كه چگونه مي توان به مقدار مواد خشك موجود در دو غاب هر يك از مواد اوليه پي برد. در عمل براي تعيين مقدار مواد خشك موجود درغابها از رابطه برونينارت استفاده مي شود . W=(p-1) W= وزن ماده خشك موجود در يك سانتيمتر مكعب از دو غاب (‌گرم ) P= وزن ماده خشك موجود در يك سانتيمتر مكعب = وزن مخصوص ( دانسيته ) دو غاب درعمل با توزين حجم مشخصي از دو غابها،‌مي توان به وزن مخصوص يا دانسيته آنها پي برد. در مورد وزن مخصوص مواد خشك بايد اشاره شود كه به طور معمول اين مقدار حدود 5/2 تا6/2 گرم بر سانتيمتر مكعب است. بنابراني اگر با تقريب ،‌وزن مخصوص را 5/2 اختيار كنيد ، مقدار كسري برابر با خواهد بود . پس تنها عامل در اكثر موارد،‌دانسيته دو غابها است .
الك كردن : عمل توزين مواد اوليه چه به صورت تر باشد و چه در حالت خشك ،‌ابعاد ذرات دو غاب بدنه موجود در حوضچه هاي اختلاط نبايد از حدو مورد نظر بزرگتر باشد. تعيين ابعاد ذرات موجود در دو غاب،‌قسسمتي از اعمال روزمره آزمايشگاهها ي خطوط توليد است و اين عمل در پايان نمونه برداري در حين سايش انجام گيرد و سپس تخليه انجام مي گيرد. در هر صورت ،‌انتخاب دانه بندي مناسب بستگي به فاكتور هاي ذيل دارد: - نوع بدنه ( چيني ظروف- چيني بهداشتي ،- نوز) - نوع مواد اوليه و درصد انها (‌- بالكي) - خواص ريخته گري ( تيكسوتراپي ،‌- سرعت ريخته گري) - جذب آب - عمل الك كردن براي جداسازي ذرات درشت و كنترل خواص دوغاب بسيار ضروري است. زيرا اولا وجود ذرات درشت عوارض گسترده اي بر پروسس ريخته گري ،‌- خواص دو غاب ،‌- خواص حين پخت و خواص محصول نهايي دارد. ثانيا ،- كنترل دانه بندي براي خواص دو غاب شديدا تحت تاثير دانه بندي بوده و نبايد از حد متعارفي كمتر باشد . انتخاب و شماره الك توسط استاد كار انجام خواهد شد. عموما به لحاظ وجود ذرات درشت و حضور ناخالصيهاي گسترده در مواد اوليه نظير موادآلي ،‌ريشه درختان ،‌كرك و پشم كه به منظور افزايش استحكام خام به بعضي از مواد اوليه زده مي شود ،‌غالبا چشمه هاي الك زود كورمي شود و ادامه عمل الك كردن را با مشكل مواجه مي كند. لذا غالبا الكهارا چند طبقه منظور كرده و طبقات نيز از مش كوچك به مش بزرگ از بالا به پايين قرار مي گيرند تا دانه هاي درشت تر بالاو دانه هاي كمتري روي الك زيرين كه داراي چشمه هاي ريزتري است ،‌قرار گيرد .
آهن گيري: مي دانيد كه اهن با ظرفيتهاي مختلف در مواد اوليه يا بدنه هاي خام وجود دارد، در مجموع چهار شكل متفاوت آهن وجود دارد. - به صورت يك كاتيون در داخل شبكه بلوري مواد اوليه - به صورت كانيهاي مختلف كه به عنوان ناخالصيهاي طبيعي با مواد اوليه مخلوط مي شوند . - به صورت ناخالصيهاي مصنوعي كه در اثر سايش صفحات خرد كننده سنگ شكنها و آسيابها به وجود آمده اند . فقط در حالت اخير آهن به صورت فلزي يا آزاد وجود دارد. لذا در اين حالت توانايي مي توان عمل اهن گيري را انجام داد. - به صورت تركيبات دو وسه ظرفيتي آهن كه در اثر زنگ زدگي خطوط انتقال دو غاب ،‌- وارد دوغاب ميشوند.در توليد فرآورده هاي ظريف براي تخليص دو غاب از ذرات آهن موجود ،‌- از دستگاههاي آهنر يا مگنت دستي استفاده مي شود . دستگاههاي آهنربا اگر چه عامل بسيار موثري در حذف آهن و تخليص دو غاب هستند،‌- ولي ماسفانه بايد توجه داشت كه اين دستگاهها قادر به جذب تمام مواد وذرات حاوي آهن نيستند . در بين كانيهاي مهم آهن، كانيهاي مگنيت ( ) سيدريت ( )‌و هماتيت( ) به ترتيب داراي بيشترين خاصيت مغناطيسي هستند و بنابراين ،‌به وسيله دستگاههاي آهنربا جذب مي شوند . در كانيهاي ليمونيت ( ) ماركاسيت و پيريت ( ) خاصيت مغناطيسي به ترتيب كاهش يافته و به همين دليل در عمل ، احتمال جدا سازي اين كانيها به وسيله دستگاههاي آهنربا بسيار كم است . در مورد آهن فلزي بديهي است كه دستگاههاي آهنربا به راحتي قادر به جذب آنها هستند. تنظيم خواص رئولوژيكي بعد از اينكه دو غاب الك و آهنگيري شد، دو غاب رابه چاله ذخيره يا به ظرف مخصوص انتقال مي دهيم . در حالي كه همزن الكتريكي با دور كم در حال هم زدن آرام دو غاب است ، از چاله نمونه برداري كرده و آزمونهاي زير را اعمال مي كنيم تا فرم پيوست تكميل شود. همان طوريكه در فرم ملاحظه مي شود ،
شامل مراحل زير است :‌اولين مرحله تنظيم دانسيته دوغاب است . بدين معنا كه سرعت ريخته گري يا مدت زماني كه لازم است دو غاب در قالب گچي بماند و به ضخامت مورد نظر برسد، تنظيم شود . بدين منظور در ابتدا قالب گچي مناسب را كه داراي عمر مشخص و درصد آب به گچ ثابت و معيني است آماده مي كنيم و يا اينكه مي توانيم از يك مدل مشخص در خط توليد استفاده كنيم بعد از بستن قطعات قالب، آنها را با كمك يك نوار پهن لاستيكي نظير تيوپ دوچرخه يا لاستيكي كه از تيوپ ماشين معمولي بريده شده است ، كاملا در كنار هم جذب و محكم كنيد . دو غاب حاصل را به داخل قالب گچي بريزيد . و بعد از مدت زمان مشخصي ،‌در نتيجه واكنشهاي متقابل بين دو غالب وقالب گچي ،‌لايه اي درمحل تماس دو غاب و قالب ايجاد مي شود .‌واضح است كه قطر لايه ايجاد شده بستگي به زمان توقف دو غالب در قالب دارد. بعد از گذشت مدت زمان مورد نظر ، دو غاب اضافي موجود قالب تخليه مي شود . اين زمان به طور عمده بستگي به قطر فراورده مورد نظر وسرعت ريخته گري دو غاب دارد . بايد توجه داشت كه تراكم قالب گچي نيز عامل موثري در زمان ريخته گري است . ولي براي ايجاد زمينه اي در ذهن دانش آموزان بايد اشاره شود كه با توجه به كليه عوامل موثر زمان ريخته گري به عنوان مثال براي فرآورده ها بهداشتي به قطر حدود 10 يا 11ميليمتر،‌معمولا حدود تا 2 ساعت ،‌براي ظروف غذا خوري از جنس ارتن و ريا پرسلان با قطر2 تا 3 ميليمتر ، حدود 15 تا 25 دقيقه و براي چيني استخواني به همين قطر حدود 2 تا 5 دقيقه است .سپس قالب و فرآورده شكل يافته در آن براي مدتي به حال خود گذاشته مي شود تا لايه ايجاد شده ،‌تا حدودي خشك و در نتيجه كوچكتر شود .(‌دراثر انقباض تر به خشك ) بعد از اين مرحله قطعه شكل يافته به راحتي از قالب جدا شده و مي توان آ نرا از داخل قالب گچي خارج كرد درهنگام تشكيل لايه در محل تماس قالب و دوغاب،‌حجم دو غاب موجود در غاب به مرور كمتر وكمتر مي شود . به همين دليل لازم است كه مجددا مقاديري دو غاب به داخل قالب گچي ريخته شود. با توجه به اينكه انجام اين عمل نيازمند نيروي انساني بيشتر و نيز مراقيت دايم است، در عمل قطعه اي در دهانه قالب گچي تعبيه شده كه اصطلاحا به آن ((‌حلقه 45)) گفته مي شود. اين حلقه باعث ايجاد ستوني از دو غاب برفراز قطعه ساخته شده مي شود. در نتيجه با كاهش حجم دو غاب موجود در قالب ،‌نيازي به اضافه كردن مجدد دو غاب نيست. در بعضي موارد به جاي تعبيه حلقه از قيف استفاده مي شود . حلقه ها مي توانند از جنس لاستيك و يا گچ باشند. در صورتي كه حلقه ها از جنس گچ باشند، در سطح داخلي حلقه ،‌در محل تماس دو غاب با گچ نيز لايه اي ايجاد ميشود . اين لايه اضافي و نيز ديگر قسمتهاي اضافي ( به عنوان مثال اضافات ايجاد شده در محل درز قالبها)‌در مرحله پرداخت بريده و جدا مي شوند . قالبهاي گچي به ندرت يك تكه هستند. بدين معني كه معمولا فراورده ها در قالبهاي چند تكه شكل مي يابند. از طرف ديگر در مورد بعضي از شكلهاي پيچيده لازم است مدل اصلي به چند قعطه مختلف تجزيه شده و هر يك از قسمتها جداگانه شكل بگيرند . سپس، بعد از خروج از قالبها به يكديگر متصل شوند. به عنوان مثال ، در مورد ظروف خانگي دسته فنجانها و يا لوله قوريها به صورت مجزا شكل يافته و پس از خروج از قالب، به بدنه اصلي چسبانده مي شوند . مرحله چسباندن قطعات در شكل دادن فراورده ها داراي اهميت زياد است . درشكل دادن به روش ريخته گري به صورت كاملا ساده نشان داده شده است . تعيين زمان ريخته گري دو غابي وسايل مورد نياز مواد اوليه مورد نياز تعداد پنج عدد قالب گچي دو غاب تنظيم شده ليواني كوليس يا ريز سنج كاغذ ميليمتري سيم يا فنر براي برش دادن خط كش كرنومتر مدت زماني كه دو غاب در داخل قالب باقي مي ماند ، در قطر لايه ايجاد شده ويا به عبارت ديگر در ضخامت بدنه خام ، تاثير بسيار زيادي دارد. بدني معني كه چنانچه دو غاب اضافي همچنان در قالب باقي مانده و تخليه نشود و اصطلاحا (( زمان بيشتر به دو غاب داده شود ))‌،‌قطر لايه ايجاد شده افزايش خواهديافت . بايد توجه داشت كه با گذشت زمان ،‌سرعت تشكيل ثابت نبوده و به مروركند تر مي شود . چرا كه در اين شرايط ،‌خود لايه ايجاد شده به صورت سدي در ماقابل نفوذ آب به داخل گچ ،‌عمل مي كند. همچنانكه مشاهده مي شود ، اين عامل كه اصطلاح (( ريخته گري)) به آن اتلاق مي شود، عامل مهمي درتعيين قطر بدنه خام (‌ودر نتيجه ديگر خصوصيات بدنه ) و نيز سرعت توليد است . به همين دليل ،‌يكي از مهمترين خواص دوغابها مقدار ( سرعت ريخته گري) آنها است. به طور مشخص ،‌سرعت ريخته گري عبارت است از ضخامت ايجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در ان كلا عبارتند از : فشار، درجه حرارت ،‌وزن مخصوص دو غاب و بالاخره مقاومت لايه ريخته گري شده در برابر عبورآب . دو عامل اخير وبخصوص آخرين عامل ، مهمترين مواردي هستندكه عملادرصنعت مورد توجه قرار مي گيرند . مقاومت لايه ريخته گري شده در برابر عبور آب ، خود به عوامل ديگري بستگي دارد كه به طور خلاصه عبارتند از:نوع و يا دانه بندي مواد و نيز چگونگي و يا شدت روان شدگي ( به عبارت ديگر تجمع و ياتفرق ذرات )ضمنا بايد توجه داشت كه در سرعت ريخته گري ،‌عوامل خارجي ديگري كه ربطي به خواص دو غاب ندارند نيز موثر هستند. مانند تراكم و يا تخلخل قالب گچي و درصد رطوبت موجود در آن.ضخامت لايه ايجاد شده رابطه مستقيم با جذر زمان ريخته گري دارد. بنابراين ،‌بين زمان و ضخامت لايه رابطه زير بر قرار خواهد بود: ويا در رابطه فوق ، 1ضخامت لايه ايجاد شده ( به ميلي متر )‌و t زمان (‌به دقيقه)‌وk ضريب ثابت است . به همين دليل سرعت ريخته گري معمولا به صورت بيان مي شود . رابطه فوق بدين معني است كه به عنوان مثال چنانچه ساخت فرآورده اي به ضخامت يك ميليمتر ،‌چهاردقيقه زمان احتياج داشته باشد، ساخت فراورده ديگر به ضخامت 2 ميليمتر در همان شرايط به شانزده دقيقه زمان نياز دارد. با اين توضيحات ، براي تعيين سرعت ريخته گري و در كنار آن زمان ريخته گري، به صورت زير عمل كنيد: نخست روي قالبهاي گچي به ترتيب شماره يك تا پنج بزنيد ، سپس دو غاب را به ترتيب در اولين قالب ريخته و بلافاصله كرنومتر را بزنيد .بلافاصله قالب گچي ديگر و درنهايت پنجمين قالب گچي را از دو غاب پركنيد. بعد از يك دقيقه اولين قالب را و بعد بترتيب زيرا قالبهاي ديگر را تخليه كنيد : بعد از اينكه آخرين قطرات دو غاب از چكه كردن باز ايستاد ،‌قالب را به حال خود بگذاريد و بعد از زمان مشخصي كه جداره تشكيل شده در اثر انقباض از قالب جدا شد، آن را از قالب بيرون آورد. با ريز سنج يا با كمك كوليس اندازه گيري كنيد.سپس با كمك كاغذ ميليمتر و با انتخاب دو محور xوy به ترتيبx را به عنوان زمان و y را به عنوان ضخامت با كمك نقطعه يابي رسم كنيد. در اين حالت با رسم 1 بر حسب خواهيد توانست ضريب خط را بدست آوريد كه همان سرعت ريخته گري است . و از انجا مي تونيد به راحتي هر ضخامتي را كه مي خواهيد ، تعيين و زمان آن را محاسبه كنيد. مثلا اگر سرعت ريخته گري 5/0 باشد،يعني ( ميليمتر مربع بر دقيقه) براي داشتن بدنه اي به ضخامت 8/0 سانتيمتر به صورت زير محاسبه مي كنيم . دقيقه َ 2.8 = 60 ÷ 128 يعني بايد 2 ساعت و 8 دقيقه زمان بدهيد تا جداره مورد نظر تشكيل شود.يكي از عوامل موثر درسرعت ريخته گري ، وزن مخصوص دو غاب و يا به عبارت ديگر نسبت بين مواد جامد و آب است . علاوه بر اين مورد افزايش مقار اب در دو غاب ريخته گري باعث اشباع سريعتر قالبها مي شود كه به نوبه خود خشك كردن كامل قالبها باعث فرسودگي سريعتر آنها و نهايتا كاهش بازدهي قالبهامي شود . وزن مخصوص دو غابهاي ريخته گري بايد حتي المقدور بالا باشد. علت اساسي استفاده از روان كننده ها در دوغابهاي ريخته گري ،‌همين مورد است . چرا كه بدون استفاده از روان كننده ها تهيه دو غابهايي با وزن مخصوص بالا ، تقريباً غير ممكن است . به همين دليل يكي از خواص مخصوص آنها است . در توليد فرآورده هاي سراميك ظريف به طور معمول وزن مخصوص دو غاب ريخته گري بين 5/1 تا است. يكي ديگر از خصوصيات بسيار مهم در دو غابهاي ريتخه گري و يسكوزيته آنهاست .ويكسوزيته يك دو غاب علي رغم وزن مخصوص بسيار بالاي آن بايد درحدي باشد كه درمقياس صنعتي ، دوغاب به راحتي از الكها و يا خطوط لوله عبور كند و درعين حال بتواند تمامي زواياو گوشه هاي قالب را پركند. مساله مهم درارتباط بين وزن مخصوص ويسكوزيته و روان كننده اين موضوع است كه اگر چه تغييرات وزن مخصوص ويا به عبارت ديگر مقدار آب و نيز تغييرات مقدار روان كننده در ويسكوزيته موثر هستند. ولي تغييرات مقدار روان كننده در مقدار وزن مخصوص بيتاير است ودر نتيجه در خطوط توليد كارخانه ها ،‌با اندازه گيري و يسكوزيته و وزن مخصوص در بسياري موارد مي توان به تغييرات مقدار روان كننده پي برد. علاوه برسرعت ريخته گري ،‌وزن مخصوص و ويسكوزيته عامل ديگري نيز دردو غاب بدنه خام اهميت دارد و آن تيكسو تروپي است ؛ خاصيت تيكسوتر را به طور خلاصه مي توان به صورت ‍«افزايش ويسكوزيته دو غاب دراثر سكون و ركود و كاهش ويسكوزيته دراثر هم خوردن» تعريف كرد. دو غابي كه داراي تيكسوتر و پي زيادي است بلافاصله بعد از هم خوردن ممكن است داراي رواني مناسبي باشد. ولي بعد از مدتي سكون ، ويسكوزيته آن به شدت افزايش مي يابد. افزايش ويسكوزيته در اثر خاصيت تيكسوتروپي، گاه به حدي است كه چنانچه ظرف حاوي دو غاب بعد از مدتي سكون ،‌وارونه شود، دو غاب داخل آن از ظرف خارج نمي شود. در دو غابهاي ريخته گري به طور معمول مقادير كمي تيكسوتروپي مطلوب است. چراكه تيكسوتروپي باعث افزايش سرعت ريخته گري شده و درعين حال استحكام و ثبات خاصي را در قطعه ريخته گري شده ايجاد مي كند.( بايد دقت شود كه منظور ، ايجاد استحكام و در حالت پلاستيك است ( درصورتي كه استحكام خشك مد نظر باشد، خلاف اين موضوع صحيح است . بدين معني است كه رسهاي روان شده به دليل تراكم بيشتر داراي استحكام خشك بسيار بيشتري هستند. استحكام خشك زيادتر فرآروده هايي كه به روش ريخته گري شكل مي يابند نيز به همين دليل است ). از طرف ديگر وجود مقدار زيادي تيكسوتروپي دردوغاب نيز باعث بروز اشكالاتي مي شود؛ تيكسوتروپي زياد در دو غاب باعث سست شدن فراورده ريختهگري مي شود ،‌به نحوي كه چنين فرآورده هايي را مي توان به راحتي تغيير شكل داده و با تكان دادن ممكن است مجددا به دو غاب تبديل شوند. به عنوان يك قانون كلي ، روان كننده ها نه تنها باعث كاهش ويكسوزيته مي شوند، بلكه تيكسوتروپي رانيز كاهش مي دهند. بنابراين ،‌مقدار مصرف روان كننده بايد به نحوي تنظيم شود كه با ايجاد بيشترين مقدار رواني ، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب ايجاد شود. دليل استفاده مشترك از سليكات و كربنات سديم به عنوان روان كننده همين مورد است. سيليكات سديم اگر چه باعث رواني دو غاب مي شود. ولي تيكسوتروپي ار ينز به طور كامل از بين مي برد . در حالي كه كربنات سديم درعين حال كه باعث كاهش ويسكوزيته مي شود، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب باقي ميگذارد. استفاده توام از اين دو روان كننده باعث ايجاد بيشترين حد رواني و در عين حال وجود مقدار كمي تيكسوتروپي در دو غاب مي شود.
روشهاي ساخت ماهيچه هاي سراميكي: ماهيچه هاي سراميكي به خاطر دقت ابعادي بالا در ريخته گري قطعات دقيق به كاربرده مي شوند. اين ماهيچه ها به دو روش دو غابي و فشاري ساخته مي شوند كه از نظر نوع نسوز يكسان بوده ولي چسبهاي آنها با هم تفاوت دارد. دو روش ساخت ماهيچه ها در ذيل به اختصار شرح داده مي شود:
الف ) ماهيچه هاي ساخت سراميك به روش دو غابي در اين روش يك مدول مومي به شكل ماهيچه موردنظر ( با احتساب انقباضات موم و مواد سراميكي پس از خشك شدن) ساخه مي شوند. پس اين مدل مومي را در داخل يك قالب مي گذاريم به طوريكه يك قسمت از مدل جهت خروج موم و وارد كردن دو غاب سراميك به آن درنظر گرفته شود. پس دو غاب گچي آماده شده را در درون قالب حاوي مدل مومي مي ريزيم و پس ازسفت شدن دو غاب گچ آنرا از قالب خارج كرده و در خشك كن قرار مي دهيم پس از خشك شدن قالب گچي مدل مومي را ذوب كرده و از قالب گچي خارج مي نماييم. دو غاب سراميكي تهيه شده به نسبت 70% پودر نسوز و 30% آب را درون قالب گچي تهيه شده مي ريزيم و پس ازخشك شدن مواد سراميكي قالب گچي را شكسته و ماهيچه سراميكي شكل گرفته را خارج مي نماييم . اين ماهيچه را پس از خشك كردن در دمايي حدود950 درجه سانتي گراد پخت مي كنيم. ماهيچه تهيه شده پس از پخت كامل و خنك شدن آماده استفاده مي باشد. قابل ذكر است كه چسبهاي مورد استفاده دراين روش از نوع سيليكاتها مي باشد ونسوز مصرفي داراي عدد ريز دانگي 200يا325 مش است.
بـ )ساخت ماهيچه هاي سراميكي به روش فشاري: در اين روش پودر نسوز مورداستفاده كه ازنوع زيركني يا آلومينيايي يا آلوميناسيليكاتي مي باشد را با رزين مخصوص(موم و..)‌مخلوط كرده و به صورت خمير در مي آوريم خمير تهيه شده ار در درون قالب ماهيچه كه عمدتااز جنس فلز مي باشدبه روش فشاري تزريق مي كنيم . ماهيچه تهيه شده را حرارت داده تا به آرامي موم آن خارج گردد. سپس اين ماهيچه رادر دماي 950 درجه سانتيگراد تحت عمليات نهايي پخت قرار مي دهيم. پس ازپخت كامل ماهيچه و خنك نمودن آن تا دماي محيط ماهيچه مذكور مورد استفاده قرار مي گيرد.

+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:33 |

چکيده:

گالوانيزه به روش غوطه وري گرم فرآيندي است که در آن لايه محافظي از روي وترکيبات  روي-آهن، بوسيله فروبردن قطعات درحمام روي مذاب، برسطح قطعات تشکيل مي شود. پارامترهاي مختلفي از جمله ترکيب شيميايي حمام، ترکيب شيميايي فولاد، زمان غوطه وري، زبري سطح و... بر ساختار پوشش و خواص آن تاثير مي گذارند.  يکي ازمهمترين عناصري که به حمام مذاب اضافه  مي گردد، آلومينيم است که مقدار آن درمذاب بسيار اهميت دارد. در اين مقاله تاثير آلومينيم، زمان غوطه وري و زبري سطح، در لايه هاي آلياژي مورد بررسي قرارگرفته است. بدين منظور ورقهايي با سطوح صاف و زبر از فولاد کم کربن عاري از سيليسيم تهيه ، وسپس در  حمام مذاب روي خالص و نيز با درصد هاي مختلف آلومينيم و در زمانهاي متفاوت گالوانيزه شد، و مشاهده گرديد درحمام % 025/0 آلومينيم، مورفولوژي لايه ها تغيير کرده و سطح نمونه براق تر مي گردد. اما درحمام  % 05/0 آلومينيم، باتشکيل يک لايه چسبنده و نازک  Fe-Zn-Al در سطح فولادکه مانع نفوذ مي گردد، ضخامت لايه هاي آلياژي بشدت کاهش مي يابد.

 

کلمات کليدي:گالوانيزه به روش غوطه وري گرم، آلومينيم، لايه هاي آلياژي.

 

مقدمه:

گالوانيزه به روش غوطه وري گرم که يکي از مهمترين روشهاي حفاظت فولاد در برابر خوردگي است، فرآيندي است که در آن لايه محافظ و چسبنده اي از روي و ترکيبات روي-آهن، به وسيله فرو بردن قطعات آهني و فولادي در حمام روي مذاب، برروي سطح قطعات تشکيل مي شود. در اين روش قطعه مورد نظر ابتدا چربي زدايي و سپس در يک حمام اسيدشويي، اکسيدزدايي مي گردد. بعد از اسيدشويي وآبکشي، قطعات به داخل يک محلول فلاکس که معمولاً شامل کلريد روي و کلريد آمونيوم است،

انتقال داده مي شوند. هدف از اين مرحله جلوگيري از زنگ زدن قطعه به هنگام خشک شدن و نيز کمک به واکنش روي با آهن مي باشد. بعد از مرحله فلاکسينگ و خشک کردن، قطعات در حمام روي مذاب، که معمولاً در محدوده دماييС ۫454-445 است، فرو برده مي شوند و پوشش محافظ که شامل چندين لايه مي باشد  بر روي سطح قطعات  تشکيل  مي گردد[1]. زماني که  قطعات در داخل مذاب روي    غوطه ور  مي شوند، در زمان کمتر از 2 ثانيه،  بين آهن و روي مذاب واکنش متالورژيکي رخ مي دهد و اتم هاي سطح فولاد که در حالت جامد هستند با اتم هاي روي مذاب در هم نفوذ مي کنند. نتيجه  اين نفوذ، تشکيل  ناحيه آلياژي با ترکيبات بين فلزي آهن و روي است که يک اتصال قوي متالورژيکي بين فولاد پايه و پوشش به وجود مي آورد[2و3]. همان طورکه در نمودار تعادلي آهن- روي (شکل( 1)) مشاهده مي شود، در اين سيستم فازهاي بين فلزي مختلفي مي تواند تشکيل شود که مشخصات آنها در         جدول (1) آورده شده است.

             

مواد و روش تحقيق

يافته ها:

حمام روي خالص:

بحث

نتايج

مراجع


+ نوشته شده توسط حمزه عیدی وندی در سه شنبه هفدهم اسفند 1389 و ساعت 0:30 |


Powered By
BLOGFA.COM


جملات ارز ساعت

دریافت كد ساعت