دانلود پروژه عملیات حرارتی رسوب سختی

اختصاصی از فی دوو دانلود پروژه عملیات حرارتی رسوب سختی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

با توجه به اینکه اساس موضوع پروژه بر پایه عملیات حرارتی رسوب سختی1 می باشد لازم است برای درک آسان مطالب توسط مخاطب، مقدماتی راجع به این عملیات بیان شود. توضیح بیشتر در مورد این عملیات حرارتی در ادامة مباحث آورده خواهد شد.

برای افزایش استحکام و سختی یک آلیاژ، تنها دو روش اصلی وجود دارد: کارسرد یا عملیات حرارتی. مهمترین فرآیند عملیات حرارتی برای آلیاژهای غیر آهنی پیر سختی یا رسوب سختی است. برای استفاده از این روش، باید دیاگرام تعادلی دارای حلالیت جزئی در حالت جامد باشد و شیب خط انحلال بصورتی باشد که قابلیت انحلال در درجه حرارتهای بالاتر بیشتر از قابلیت انحلال در درجه حرارتهای پایین تر باشد.

پیر سختی یکی از روش های استحکام بخشی به مواد فلزی با اضافه کردن ذره های سخت و کاملاً  پراکنده به آن است. با انتخاب مناسب عناصر آلیاژی اضافه شونده و عملیات گرمایی، می توان توزیع مناسبی از رسوب حالت جامد فاز دوم را در زمینه ای که آن رسوبات را درخود حل کرده است پدید آورد. اگر با این عمل فلز استحکام یافت آن را رسوب سختی می نامند که روشی قابل استفاده در سطحی وسیع برای استحکام بخشی مواد فلزی است.

بطور کلی در عملیات حرارتی پیر سختی (رسوب سختی) سه مرحله وجود دارد:

1)عملیات حرارتی انحلالی1 (محلول سازی) در دمای نسبتاً بالا در ناحیه تک فازی به منظور حل شدن عناصر آلیاژی

2)کوانچ(آبدهی)2 تا دمای محیط برای بدست آوردن محلول جامد فوق اشباع از این عناصر در آلومینیوم

3)پیر سازی3 (تجزیه کنترل شدة محلول جامد فوق اشباع برای تشکیل رسوبات ریز و پراکنده در زمینه فلز)

آلیاژ پس از اینکه در یک مدت مشخص تا یک دمای مشخص در منطقة تکفازی حرارت داده شد، در آب سریع سرد می شود. حال آلیاژ کوانچ شده، یک محلول جامد فوق اشباع است و بنابراین در یک حالت ناپایدار قرار دارد، بطوری که اتم محلول اضافی، تمایل دارد که از محلول خارج شود. منظور از انجام عملیات حرارتی محلول سازی، حصول انحلال کامل عناصر آلیاژی است. در مرحلة سوم از عملیات حرارتی پیر سختی، به تجزیة کنترل شدة محلول جامد فوق اشباع عناصر آلیاژی اصلی در آلومینیوم برای تشکیل رسوبات ریز و پراکنده در زمینه آلومینیوم پرداخته می شود . به عبارتی مرحلة پیر سازی، اجازه دادن به فاز استحکام دهنده جهت رسوب از محلول جامد فوق اشباع می باشد اگر این عملیات در دمای محیط و در حالت خود به خودی و به عبارتی بدون عملیات گرمایی انجام شود به آن عملیات پیرسازی طبیعی[1] گفته می شود اما اگر این عملیات با حرارت دادن قطعه در دماهای پایین انجام شود به آن عملیات حرارتی پیرسازی مصنوعی[2] نسبت داده می شود.

در واژگان تخصصی عملیات حرارتی ، T6 و T4 به ترتیب به آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر پیر سخت شدة مصنوعی و طبیعی آلومینیوم اطلاق می شود.

آلومینیوم:

آلومینیوم به عنوان یک فلز استراتژیک در پیشرفت و توسعه کشورهای مختلف جهان نقش موثری را ایفا نموده است. آلومینیوم سومین عنصر از لحاظ فراوانی (%8 ) در پوسته زمین بعد از اکسیژن(%47) و سیلیس (%28) می باشد. این عنصر در طبیعت بصورت خالص یافت نشده و اغلب بصورت ترکیبات سیلیکاته و مخلوط با سایر اکسیدها می باشد که اولین بار در سال 1808 توسطSir Humphry Davy  بصورت خالص بدست آمد و لذا فلز جوانی محسوب می گردد. آلومینیوم و آلیاژهای آن دارای قدرت نسبتاً کوتاهی به عنوان یک ماد ه صنعتی می باشند. با این حال به علت انواع خواص مورد نیاز صنعت مدرن که در آلومینیوم یافت می شود مصرف و تولید آن هر سال در حال افزایش است و آینده وسیع و پیشرفته ای برای آن پیش بینی می گردد. تا قبل از جنگ جهانی دوم آلومینیوم بیشتر به عنوان وسائل و ظروف آشپزخانه معرفی شده و مصرف آن در کابل های انتقال الکتریسته با ولتاژ زیاد نیز توسعه یافته  بود، ولی در خلال جنگ نیاز به طرح های جدید هواپیما و آلیاژهای پر استحکام، توسعه و مصارف جدید آلومینیوم را سرعت بخشید. پس از جنگ نیز مصارف شهری- صنعتی آلومینیوم گسترده گشت و امروزه این فلز به عنوان یک ماده اولیه مهم صنعتی محسوب شده و در بازار جهان مانند فولاد و در واقع پس از فولاد مهمترین ماده مصرفی می باشد. 

روش های تولید آلومینیوم:

1)روش الکترولیز کلرید آلومینیوم:

ابتدا وهلر آلومینیوم خالص را به وسیله الکترولیز کلرید آلومینیوم در مجاورت پتانسیل تولید نمود (سال 1829 م). دویل سدیم را جانشین پتاسیم نمود که نتیجه آن ساخت اولین کارخانه تولید آلومینیوم با ظرفیت بسیار پایین بود. این دو روش بسیار پر هزینه بودند و همین امر باعث شده بود که آلومینیوم همانند طلا و نقره ارزش پیداکند.

2)روش الکتروترمیک:

در این روش اکسید آلومینیوم توسط کربن در دمای بالاتری از نقطة ذوب  3 O2 AL احیا         می شود. آلومینیومی که بدین روش تولید می شود، حاوی مقداری کربن می باشد. این عملیات معمولاً در کورة قوسی صورت می گیرد.

AL 2 +CO 3  C 3 +   3 O2 AL

3)روش هال-هرولت:

در سال 1886 میلادی پال هرولت و چارلز هال  بطور مستقل فرآیندی را که طی آن آلومینا در کریولیت مذاب حل و به طور الکترو شیمیایی تجزیه شده و در نتیجه آلومینیوم مذاب تولید می گردد را ارائه نمود. تا کنون هیچ راه مناسبتری نتوانسته جایگزین این فرآیند گردد و امروزه این روش تنها روش تولید آلومینیوم می باشد.

جدا از این سه روش روش ذکر شده قدم اول در تولیدآلومینیوم ، ذوب مجدد است. ابتدا کوره ها را با آلومینیوم مذابی که مستقیماً از سلول های احیا می آید و یا با شمشی که باید ذوب شود پر می کنند. عناصر آلیاژی اصلی شمش و قراضه افزوده می شود. فلز مذاب در کورة ذوب مجدد با برداشت سرباره تمیز میشود. همچنین مذاب به منظور حذف هیدروژن گازی حل شده، با گاز کلر گاز زدایی می شود. پس از گاز زدایی و تمیز کردن فلز، با گذاشتن توری سیمی ریخته گری انجام می شود. انواع شمش ها مثل شمش ورق و شمشال آهنگری معمولاً از طریق ریخته گری مستقیم در قالب فلزی ریخته می شود و در این فرآیند، فلز مذاب را در قالبی که با آب سرد می شود می ریزند. بلافاصله بعد از اینکه انجماد فلز شروع شد انتهای قالب را پایین می آورند به طوری که فلز به صورت مداوم در شمش هایی با حدود 14 فوت طول ریخته شود.

تولید آلیاژ کارپذیر آلومینیوم از طریق ریخته گری در فرآیند تبرید مستقیم (DC)1:

معمولاً شمش ها را از طریق فرآیند عمودی، که در آن آلیاژ مذاب بداخل یک تا چند قالب ثابت آب سرد شونده که دارای مقاطع چهار گوش هستند ریخته می شوند، تولید می کنند فرآیند انجماد در دو مرحله انجام می شود. تشکیل فلز جامد در دیواره سرد شده قالب و انجماد باقی مانده مقطع بیلت از طریق جذب حرارت توسط سرد کننده های پا ششی. مقطع شمش تولیدی مورد نیاز برای نورد یا آهنگری بعدی ممکن است بصورت چهار گوش و برای اکتروژن بشکل گرد باشد و در هر دو مورد ممکن است وزن آن ها به چند تن برسد.

همگن کردن شمش ها:

قبل از تبدیل شمش های DC به محصولات و شکل های واسطه ای، لازم است این شمش ها را در دماهای بالا همگن کرد تا جدایش را کاهش داد و مقدار یوتکتیک های غیر تعادلی نقطة ذوب پایین را که ممکن است باعث ترک خوردن شمش درخلال عملیات بعدی شود کم کرد. در این ارتباط مشخص شده است که مدت زمان همگن کردن در هر دمای معین نسبت عکس با مجذور فاصله شاخه های دندریتی در شمش دارد. عمل همگن کردن مخصوصاً در مورد آلیاژهای پر استحکام اهمیت زیادی دارد . زیرا این فرآیند به عنوان عمل          رسوب گذاری و توزیع مجدد ترکیبات بین فلزی بسیار ریز فلزات واسطه ای مانند  نیز محسوب می شود. این فلزات واسطه  در خلال سریع سرد شدن شمش ریختگی DC ممکن است در آلومینیوم بصورت فوق اشباع در آیند که در آن صورت لازم است بصورت ترکیبات ریزی که یکنواخت توزیع شده اند در آیند تا ساختار دانه ای را کنترل کنند. به علاوه امروزه مشخص شده است که این ذرات ممکن است از طریق تاثیر بر روی عکس العمل آلیاژ به عملیات پیر کردن و نیز تاثیر بر روی ریز ساختار نابجاییهای تشکیل شده در خلال تغییر شکل تاثیر قابل توجهی بر انواع خواص مکانیکی بگذارد.

...

 

 

99 صفحه فایل Word

 

 

دانلود مقاله کامل درباره بررسی متالوگرافی، سختی سنجی، میکروسختی سنجی، تمپر در دماهای C˚(300-700)

اختصاصی از فی دوو دانلود مقاله کامل درباره بررسی متالوگرافی، سختی سنجی، میکروسختی سنجی، تمپر در دماهای C˚(300-700) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :106

فهرست مطالب :

عنوان                                                                                                                                     صفحه

چکیده

فصل اول :چدنهای کروم دار

مقدمه ................................................................................................................. 1

چدنهای کرم دار ..................................................................................................... 1

 اثر ساختار میکروسکوپی ....................................................................................... 3

انتخاب زمینه .......................................................................................................... 4

ذوب و ریخته گری چدن پرکرم ............................................................................. 7

ریختن فلز مذاب .................................................................................................... 9

 تنش های ناخواسته (‌پسماند ) در قطعات............................................................... 10

ترک ناشی از سنگ زنی .......................................................................................... 11

ملاحظات متالورژیکی ............................................................................................ 11

سختی پذیری ......................................................................................................... 15

انتخاب ترکیبات ..................................................................................................... 15

مقادیر کربن و کرم ................................................................................................. 16

عناصر آلیاژی ......................................................................................................... 21

خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای پرکرم............................................................... 21

کاربرد چدنهای پرکرم.............................................................................................. 22

گلوله های آسیابها وبدنه ها .................................................................................... 24

خوردگی و سایش با تنش پایین .............................................................................. 26

کاربرد در پمپهای ضد سایش ................................................................................. 26

دلایل ناموفق بودن ................................................................................................. 28

کم بودن مقاومت سائیدگی ..................................................................................... 28

شکست ترد............................................................................................................ 29

عملیات حرارتی چدنهای پرکرم .............................................................................. 30

سرعت گرم کردن .................................................................................................. 31

روش آستنیته کردن ................................................................................................. 32

سرعت سرد کردن .................................................................................................. 33

برگشت یا تمپر....................................................................................................... 35

آستنیته باقیمانده ...................................................................................................... 35

دمای کوئینچ .......................................................................................................... 36

سخت کردن با کمک تصرمات حرارتی زیر  دماهای بحرانی ................................... 37

فصل دوم : چدنهای نیکل دار (Ni-Hard)

 چدنهای نیکل سخت ............................................................................................ 40

چدن سفید مارتنزیتی .............................................................................................. 40

استحکام کششی ..................................................................................................... 41

مقاومت در برابر ضربه ............................................................................................ 41

مسائل طراحی ........................................................................................................ 42

ترکیب شیمیایی ...................................................................................................... 44

      - کربن ........................................................................................................... 44

      -سیلیسیم ....................................................................................................... 45

      -منگنز ........................................................................................................... 46

      -گوگرد ......................................................................................................... 46

      -فسفر............................................................................................................. 46

      -نیکل ............................................................................................................ 47

      -کرم .............................................................................................................. 47

      -عناصر دیگر ................................................................................................. 48

ساختمان میکروسکوپی .......................................................................................... 48

      - ساختمان میکروسکوپی سطح قطعه ریختگی ................................................ 52

ذوب در انواع کوره ها

      -ذوب در کوره کوپل...................................................................................... 54

      -ذوب در کوره های برقی .............................................................................. 57

      - ذوب در کوره بوته ای ................................................................................. 58

      - ذوب در کوره های شعله ای ....................................................................... 58

      -ذوب به روش دوپلکس ................................................................................ 59

 قراضه های نیکل – سخت .................................................................................... 59

ریخته گری چدنهای نیکل – سخت ....................................................................... 59

انقباض.................................................................................................................... 60

 ماهیچه سازی ....................................................................................................... 60

 کاربرد مبرد............................................................................................................ 60

جلوگیری از پیچیدگی قطعات مبرد ......................................................................... 62

 قرار دادن قسمتهای قابل تراش در قطعات قبل از ریختن ........................................ 62

 ریختن مذاب  و تغذیه قطعه ریختگی .................................................................... 64

عملیات تمیز کاری ................................................................................................. 65

کنترل ..................................................................................................................... 66

تعیین سختی ........................................................................................................... 67

آنالیز شیمیایی ......................................................................................................... 70

مطالعات میکروسکوپی ........................................................................................... 71

چدن های سفید مارتنزیتی  ( Ni-Hard)عملیات حرارتی ....................................... 72

Ni- Hard یوتکتیک.............................................................................................. 76

جوشکاری.............................................................................................................. 76

عملیات تکمیلی و نهایی ......................................................................................... 78

قسمتهای قابل تراش ............................................................................................... 78

عملیات سنگ زنی ................................................................................................. 79

ماشینکاری ............................................................................................................. 80

ماشینکاری بدنة پمپهای گریز از مرکز ..................................................................... 81

 ماشینکاری میله ..................................................................................................... 81

صفحات مقاوم در مقابل سایش .............................................................................. 81

تعیین سختی ........................................................................................................... 82

فصل سوم :‌شرح آزمایش

عنوان آزمایش ........................................................................................................ 84

شرح آزمایش ......................................................................................................... 84

نتایج به دست آمده از آزمایش ................................................................................ 91

منابع ...................................................................................................................... 93

چکیده :

 پدیده سایش (Wear) یکی از معضلاتی است که صنعت از دیرباز با آن مواجه بوده است . برخورد منطقی در جهت رفع این مشکل ، مرهون بررسی دقیق پدیده و عوامل موثر بر آن می باشد . بدین منظور برخی از مواد مناسبی که با توجه به مبانی متالورژیکی در عمل قابل استفاده می بانشد مانند (چدنهای سفید کرم دار، Ni-hard) مورد بررسی قرار می دهیم .

- تعریف سایش و عوامل موثر بر آن

 سایش عبارت است از تلفات مکانیکی ماده از سطح یک جسم بواسطة تماس آن با سطح یا جسم دیگر علیرغم مکانیکی بودن این پدیده ، گاه با واکنشهای شیمیایی نیز همراه می شود .

 - فاکتورهای کلیدی موثر برسایش عبارتند از :

1) متغیرهای متالورژیکی نظیر سختی ، چقرمگی ( tough ness) ساختار میکروسکوپی و ترکیب شیمیایی

2) متغیرهایی نظیر مواد در حال تماس ( نظیر ساینده ها و مشخصات آنها ) نوع و روش بارگذاری (Loading) ،سرعت ، دما ، زمان ، خشونت سطحی ، روانکاری ( Lubrication) و خوردگی .

در اینجا ما دو نوع ا زمواد مقاوم به سایش را مورد بررسی قرار می دهیم که عبارتند از چدنهای سفید پرکرم و چدنهای سفید Ni-hard که ابتدا چکیده ای از این دو نوع چدن سفید را در پایین می آوریم .

در اینجا دو نوع چدن سفید پرکرم و Ni-hard را مورد بررسی قرار میدهیم .

1- چدنهای سفید Ni-hard

Ni-hard چدن سفید آلیاژی نیکل – کرم داری است که مقاومت قابل ملاحظه ای در مقابل سایش دارد . بیش از 50 سال است که این آلیاژ وارد صنعت شده و موارد مصرف ، منحصر به فردی در صنایعی چون شکل دادن فلزات ، استخراج معدن ، نیروگاهها ، سیمان ، سرامیک ، رنگ، حفاری ، زغال سنگ و کک ، ریخته گری و دیگر صنایع پیدا کرده است این آلیاژ (که قیمت نسبی آن پایین است ) را می توان به جای چدن سفید معمولی در مواردی که به مقاومت در مقابل سایش مورد نیاز است و نیز به جای فولاد 12 درصد منگنز در مواردی که به مقاومت در مقابل آلیاژ، غلطک های نورد ، زره آسیاب ها ، رینگ های بولدوزر ، کلاهک غلطک (‌ Noll-heads)اجزاء پمپهایی که در گل و لای کار می کنند لوله و زانوها و خرد کننده ها می باشد .

در حالیکه Ni-hard نام مناسبی برای قطعات ریختگی این کلاس آلیاژی است ، و در حقیقت در پاره ای از کشورهای صنعتی جهان این نام بعنوان یک نام تجاری به ثبت رسیده است ، اما قطعاتی با ترکیب شیمیایی Ni-hard بوسیله تولید کننده هایی که در این زمینه تجربیاتی دارند تحت عناوین تجارتی خودشان از قبیل NI CROMAX , DIAMAX , BF954, ELVERITE, DIAMITE نیز تولید می شوند .

2- چدنهای سفید پرکرم

 چدنهای سفید پرکرم از جمله پرمصرفترین آلیاژها در ساخت قطعات مقاوم به سایش هستند این آلیاژها اغلب با روش ریخته گری تولید می شوند و عملیات حرراتی عمدتاً باعث بهبود مقاومت سایشی انها می گردد ، لیکن گزارشاتی در ارتباط با قابلیت «‌کارسختی پذیری » آستنیت در حین سایش وجوددارد .

چدنهای سفید پرکرم یکی از مهمترین آلیاژهای مقاوم به سایش در صنعت می باشند و کاربرد وسیعی در ساخت گلوله وزره آسیاها و قطعات مقاوم به سایش دارند بکار گیری این آلیاژها رد صنعت اغلب بدلیل نتایج مطلوب خصوصاً در مورد گلوله های آسیا به علت نرخ سایش پایین تر آنها نسبت به سایر آلیاژهای مقاوم به سایش بوده است .

 ما در اینجا این دو نوع از چدن سفید ( پرکرم و Ni-hard) را از جهات مختلفی مانند (‌ساختار میکروسکوپی ، پروسه تولید ، عملیات حرارتی ، ملاحظات متالورژیکی وغیره و...) مورد بررسی قرار دادیم .

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***

تاثیر سختی مهاربند پیچشی گسسته بر کمانش پیچشی- جانبی الاستیک I تیرهای شکل با یک محور تقارن

اختصاصی از فی دوو تاثیر سختی مهاربند پیچشی گسسته بر کمانش پیچشی- جانبی الاستیک I تیرهای شکل با یک محور تقارن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 PDF

خلاصه

کمانش پیچشی- جانبی یکی از ناپایداری های عمدۀ اعضای سازه ای جدار نازک تحت خمش است. در این نوع ناپایداری اعضای سازه ای به شکل با I صورت ناگهانی دچار افت جانبی و پیچش قابل توجهی در خارج از صفحه بارگذاری می شوند. در این پژوهش عملکرد تیرورق های یک محور تقارن همراه با مهاربند گسسته تحت شرایط بارگذاری مختلف لنگر خالص، لنگرمتمرکز، بار متمرکز )روی بال بالا، روی مرکز برش و یک محور تقارن همراه با مهاربند گسسته تحت شرایط بارگذاری مختلف لنگر خالص، لنگرمتمرکز، بار متمرکز )روی بال بالا، روی مرکز برش ویک محور تقارن همراه با مهاربند گسسته تحت شرایط بارگذاری مختلف لنگر خالص، لنگرمتمرکز، بار متمرکز )روی بال بالا، روی مرکز برش و مهاربند پیچشی گسسته نقش بسیار مهمی ایفا می کند. هم چنین در تیرهای دوسر ساده تحت لنگر متمرکز در وسط دهانه، در صورتی که مهاربند  پیچشی نیز به وسط دهانه متصل شود، وجود این مهاربند هیچ نقشی در مقاومت خمشی و شکل مود کمانشی نخواهد داشت.

(فایل  در ۸ صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد)

تحقیق زمین لرزه های سختی که موجب ایجاد پیچش در ساختمان ها می شوند

اختصاصی از فی دوو تحقیق زمین لرزه های سختی که موجب ایجاد پیچش در ساختمان ها می شوند دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فایل : word

قابل ویرایش و آماده چاپ

تعداد صفحه :40

خلاصه

طی 20 سال اخیر، قویاً به واکنش ساختمان ها در مقابل پیچش های سختی که در اثر حرکات ناشی از زلزله  به وجود می آیند، رسیدگی شده است، اما اکثر تحقیقات انجام شده، تنها به مدل های ساده ای هم چون مدل تیرهای برشی و ساختارهای یک طبقه محدود شده اند. در این مقاله، با استفاده از یک سری از ساختارهای بتن های تقویت شده 1، 3و5 طبقه ای که برای مقادیر مختلفی از ناهنجاری های طبیعی و تصادفی طراحی شده اند، به این مشکل پرداخته شده است. ایده آل سازی مواد پلاستیک این ساختارها، جهت انجام یک سری تحقیقات پارامتریک پیرامون برخی حرکات حقیقی و نیمه مصنوعی کاربرد دارد.

یافته ها این طور نشان داده اند که نتایجی که از مدل های تیرهای برشی، یک طبقه و ساده اخذ می شوند آنچنان قابل اعتماد نیستند لذا استفاده از آنها برای ایجاد اصول پایه کدگذاری شده توصیه نمی شود.

دانلود تحقیق متالوگرافی، سختی سنجی، میکروسختی سنجی، تمپر در دماهای C˚(300-700)، چدن های سفید مقاوم به سایش کروم دار حاوی 8-12 د

اختصاصی از فی دوو دانلود تحقیق متالوگرافی، سختی سنجی، میکروسختی سنجی، تمپر در دماهای C˚(300-700)، چدن های سفید مقاوم به سایش کروم دار حاوی 8-12 درصد کروم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده :

 پدیده سایش (Wear) یکی از معضلاتی است که صنعت از دیرباز با آن مواجه بوده است . برخورد منطقی در جهت رفع این مشکل ، مرهون بررسی دقیق پدیده و عوامل موثر بر آن می باشد . بدین منظور برخی از مواد مناسبی که با توجه به مبانی متالورژیکی در عمل قابل استفاده می بانشد مانند (چدنهای سفید کرم دار، Ni-hard) مورد بررسی قرار می دهیم .

- تعریف سایش و عوامل موثر بر آن

 سایش عبارت است از تلفات مکانیکی ماده از سطح یک جسم بواسطة تماس آن با سطح یا جسم دیگر علیرغم مکانیکی بودن این پدیده ، گاه با واکنشهای شیمیایی نیز همراه می شود .

 - فاکتورهای کلیدی موثر برسایش عبارتند از :

1) متغیرهای متالورژیکی نظیر سختی ، چقرمگی ( tough ness) ساختار میکروسکوپی و ترکیب شیمیایی

2) متغیرهایی نظیر مواد در حال تماس ( نظیر ساینده ها و مشخصات آنها ) نوع و روش بارگذاری (Loading) ،سرعت ، دما ، زمان ، خشونت سطحی ، روانکاری ( Lubrication) و خوردگی .

در اینجا ما دو نوع ا زمواد مقاوم به سایش را مورد بررسی قرار می دهیم که عبارتند از چدنهای سفید پرکرم و چدنهای سفید Ni-hard که ابتدا چکیده ای از این دو نوع چدن سفید را در پایین می آوریم .

در اینجا دو نوع چدن سفید پرکرم و Ni-hard را مورد بررسی قرار میدهیم .

1- چدنهای سفید Ni-hard

Ni-hard چدن سفید آلیاژی نیکل – کرم داری است که مقاومت قابل ملاحظه ای در مقابل سایش دارد . بیش از 50 سال است که این آلیاژ وارد صنعت شده و موارد مصرف ، منحصر به فردی در صنایعی چون شکل دادن فلزات ، استخراج معدن ، نیروگاهها ، سیمان ، سرامیک ، رنگ، حفاری ، زغال سنگ و کک ، ریخته گری و دیگر صنایع پیدا کرده است این آلیاژ (که قیمت نسبی آن پایین است ) را می توان به جای چدن سفید معمولی در مواردی که به مقاومت در مقابل سایش مورد نیاز است و نیز به جای فولاد 12 درصد منگنز در مواردی که به مقاومت در مقابل آلیاژ، غلطک های نورد ، زره آسیاب ها ، رینگ های بولدوزر ، کلاهک غلطک (‌ Noll-heads)اجزاء پمپهایی که در گل و لای کار می کنند لوله و زانوها و خرد کننده ها می باشد .

در حالیکه Ni-hard نام مناسبی برای قطعات ریختگی این کلاس آلیاژی است ، و در حقیقت در پاره ای از کشورهای صنعتی جهان این نام بعنوان یک نام تجاری به ثبت رسیده است ، اما قطعاتی با ترکیب شیمیایی Ni-hard بوسیله تولید کننده هایی که در این زمینه تجربیاتی دارند تحت عناوین تجارتی خودشان از قبیل NI CROMAX , DIAMAX , BF954, ELVERITE, DIAMITE نیز تولید می شوند .

2- چدنهای سفید پرکرم

 چدنهای سفید پرکرم از جمله پرمصرفترین آلیاژها در ساخت قطعات مقاوم به سایش هستند این آلیاژها اغلب با روش ریخته گری تولید می شوند و عملیات حرراتی عمدتاً باعث بهبود مقاومت سایشی انها می گردد ، لیکن گزارشاتی در ارتباط با قابلیت «‌کارسختی پذیری » آستنیت در حین سایش وجوددارد .

چدنهای سفید پرکرم یکی از مهمترین آلیاژهای مقاوم به سایش در صنعت می باشند و کاربرد وسیعی در ساخت گلوله وزره آسیاها و قطعات مقاوم به سایش دارند بکار گیری این آلیاژها رد صنعت اغلب بدلیل نتایج مطلوب خصوصاً در مورد گلوله های آسیا به علت نرخ سایش پایین تر آنها نسبت به سایر آلیاژهای مقاوم به سایش بوده است .

 ما در اینجا این دو نوع از چدن سفید ( پرکرم و Ni-hard) را از جهات مختلفی مانند (‌ساختار میکروسکوپی ، پروسه تولید ، عملیات حرارتی ، ملاحظات متالورژیکی وغیره و...) مورد بررسی قرار دادیم .

فصل اول:

چدنهای کرم دار
مقدمه:

چدنهای کرم دار

در تجهیزاتی که عملیات سایش انجام می گیرد آلیاژهای آهنی با بیشترین کربن بهترین مقاومت سایشی را دارند. ولی بخاطر تنشهای متعددی که هنگام کار به وجود می آید باید ماده به کار رفته چقرمگی کافی برای جلوگیری از بروز عیوب گوناگون را داشته باشد. فولادهای غیر آلیاژی یا کم آلیاژ با کربنی حدود 4/0% در حالتی که ساختارشان مارتنزیتی است چقرمگی پائینی دارند. چدنهای سفید غیر آلیاژی که اغلب کاربید موجود در انها سمنیتت است سالها به علت مقاومتی که در مقابل سایش دارند مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال در موارد متعددی استفاده از انها رضایت بخش نبوده است. ضعف این چدنها در ساختارشان است. فاز کاربید یک شبکه پیوسته ای را در اطراف دانه های آستنیت تشکیل داده و موجب تردی و ترک خوردن می گردد. افزایش یک عنصر آلیاژی که کربن را به صورت کاربیدی غیر از سمنتیت با سختی بیشتر و خواص مطلوب تر در آورده و نیز مقدار کربن زمینه را کاهش دهد، موجب بهبود همزمان چقرمگی و مقاومت سایشی می شود. عنصری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد کرم است، و کاربید آن بیشتر به صورت M7C3 می باشد. در خردکننده ها قطعاتی که تحت سایش هستند باید نه تنها در مقابل سایش بلکه در مقابل تنشهای دینامیکی هم که می تواند منجر به شکستهای ناگهانی شود مقاومت کنند. قطعاتی که در معرض تنشهای سنگین هستند مشکل بزرگی را به وجود می آورند و آن اینکه قطعه باید دو خاصیت متناقض را در کنار هم داشته باشد که عبارت است از مقاومت سایشی و چقرمگی.

مقاومت در مقابل شکست ناگهانی در این قطعات خاصییت پیچیده ای است که نه تنها به چقرمگی بلکه به شکل هندسی قطعه و نحوه توزیع تنشهای داخلی بستگی دارد. چقرمگی وابسته به پارامترهای متعدد مکانیکی، فیزیکی و متالورژیکی است. کربن مهمترین عاملی است که روی مقاومت سایشی و چقرمگی آلیاژهای آهنی به طور همزمان ولی در خلاف جهت هم اثر می گذارد. با افزایش مقدار کربن تأثیر آن روی مقاومت سایشی بیشتر می شود. انتخاب ترکیب شیمیائی و عملیات حرارتی برای کسی که درصدد یافتن راهی برای بهینه کردن مقاومت سایشی و چقرمگی باشد از بیشترین اهمیت برخوردار است. جهت بدست آوردن سختی پذیری کافی است برای ضخامت مشخص مقدار عنصر آلیاژی مناسب انتخاب شود. ساختار میکروسکوپی این گروه از چدنهای سفید شامل کاربیدهای آهن – کرم یوتکتیک ناپیوسته (Cr, Fe)7 C3 و کاربیدهای ثانویه غنی از کرم در زمینه ای از آستنیت یا محصولات استحاله آن می باشد. به کمک عملیات حرارتی می توان زمینه آستنیتی، مارتنزیتی، بینیتی و یا پرلیتی بدست آورد. مقاومت سایشی بهینه و بهترین ترکیب مقاومت سایشی – استحکام – چقرمگی در چدنهائی که زمینه مارتنزیتی دارند می آید. نامهای معروف چدنهای سفید آلیاژی تجارتی عبارتند از: چدنهای نیکل هارد CR (IV, II, I)12، CR15، CR20، CR25.

اثر ساختار میکروسکوپی

بیشترین مقاومت سایشی این چدنها نتیجه مستقیم ساختار میکروسکوپی آنهاست. اغلب فرایندهای سایشی را می توان یک عمل برشی یا فراشی تعریف نمود. نظیر عملیات ماشینکاری که یک ذره ساینده به سطح فلز فرورفته و خطوط سایش و تغییر شکل ایجاد کرده و ذراتی را از سطح جدا می کند. براده هائی که از محل سایش بدست آمده اند حاوی ذرات بسیار ریزی هستند که از قلم تراش در حین عملیات ماشینکاری جدا شده اند. برای عملی شدن مکانیزم سایش کاملاً ضروری است که وسیله ساینده از فلز سخت تر باشد. اگر این وسیله نرمتر باشد فرآیند بیشتر به خوردگی و اکسیداسیون شبیه خواهد باشد. اگر این وسیله نرمتر باشد فرآیند بیشتر به خوردگی و اکسیداسیون شبیه خواهد بود و فقط سایش ناچیزی انجام می گیرد. جدول 1 سختی میانگین تعدادی از مینرالها، کاربیدها و آلیاژهای پر آهن با ترکیبات مختلف زمینه را نشان می دهد. این مقایسه مشخص می کند که کوارتز که مهمترین ترکیب در اغلب مینرالهای ساینده می باشد از آلیاژهای آهن با هر نوع ساختاری که زمینه آنها داشته باشد سخت تر است به همین جهت می تواند به راحتی آنها را بساید. کاربید آهن (سمنیتت) که بیشترین کاربید در چدنهای سفید کم آلیاژ می باشد از کوارتز نرمتر است و کاربید کرم که بیشترین کاربید در چدنهای پر کرم است از کوارتز سخت تر است و به همین جهت در مقابل سایش مقاومت می کند. کاربیدهای زیادی هستند که از کاربید کرم هم سخت تر می باشند ولی متأسفانه بسیار گران هستند و این مسئله موجب محدود شدن کاربرد آنها شده است. در چدن سفید کاربیدها چیزی کمتر از 50- 40 درصد از کل حجم قطعه را نشان می دهند بقیه زمینه است و چون این زمینه از کوارتز نرمتر است سائیده می شود بنابراین ممکن است کاربیدها کنده شده و از زمینه خارج شوند و فقط از قسمتی از مقاومت سایشی آنها به طور کامل استفاده گردد.

جدول 1

انتخاب زمینه

بهترین زمینه ای که می توان انتخاب کرد مارتنزیت پر کربن و سختی است که سختی آن ناشی از کاربیدهای ثانویه پراکنده می باشد. دومین انتخاب خوب می تواند آستنیت ناپایدار کار سختی پذیر باشد. بهترین اتحاد بین استحکام و چقرمگی را می توان بر اساس ساختار میکروسکوپی توضیح داد. در چدنهای سفید پر کرم کاربیدها در زمینه پراکنده شده اند که این برخلاف حالتی است که در چدنهای سفید پر کرم کاربیدها در زمینه پراکنده شده اند که این بر خلاف حالتی است که در چدنهای سفید کم آلیاژ لدبوریتی وجود دارد. در این حالت ساختار را می تواند به صورت زمینه ای از سمنتیت با محصولات گوناگون استحاله آستنیت که فاز ترد کاربید بر استحکام و چقرمگی غلبه کرده است، توصیف نمود.

افزایش مقدار کربن حجم کاربیدها را در ساختار افزایش می دهد از آنجائیکه این کاربیدها سختی و مقاومت سایشی بالائی دارند افزایش کربن موجب افزایش مقاومت سایشی نیز می شود. به هر حال اگر مقدار کربن از مقدار یوتکتیک زیادتر شود کاربیدهای اولیه زیادی تشکیل خواهند شد که اینها ترد بوده و تحت ضربه ذرات ساینده منجر به شکست می شوند و در نتیجه باعث افزایش کاهش وزن در اثر سایش می گردند و این با یک کاهش در چقرمگی و خواص مکانیکی همراه است. به عنوان نتیجه حداکثر مقدار کربن مجاز برای اغلب کاربردها تا حد یوتکتیک است. تنها در حالتهائی که سطح چه در مقیاس میکروسکوپی و چه در مقیاس ماکروسکوپی تحت ضربه و تنشهای مکانیکی پائینی باشد مقدار کربن هیپریوتکتیک مفید خواهد بود.

درصد کربن یوتکتیک در مذابی با cr15% تقریباً 6/3% و در مذابی با CR20%، 2/3% و در CR25%، 3% می باشد. عناصر دیگری می توانند این مقادیر را تغییر دهند مخصوصاً سیلسیم که آن را کاهش می دهد.

...

104 ص فایل WORD