تحقیق درباره، اثر عناصر آلیاژی بر میکروساختار و استحکام چدن خاکستری

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

‏اثر عناصر آلیاژی بر میکروساختار و استحکام چدن خاکستری :خلاصه:آزمایشات ریخته گری برای تولید چدنهای خاکستری باترکیباتی در محدوده(درصد وزنی):

 Fe–3.2C–wCu–xMo–yMn–zSi که w = 0.78–1.79, x = 0.11–1.17, y = 0.68–2.34 و

z = 1.41–2.32 انجام شده است.این عناصر کلیدی بطور سیستماتیک در طی ریخته گری ماسه ای بصورت میلگردهای با قطر 30-mm برای ارزیابی تاثیرشان بر توسعه میکروساختار و خواص مکانیکی،تغییریافتند.معلوم شد که محدوده میکروساختارها از پرلیت کامل تا ترکیبی از آستنیت باقیمانده و فریت بینیتی به اصطلاح آسفریت (ausferrite) تولید شدند و یک همبستگی خطی مستدل بین کسر حجمی شکستن و استحکام آسفریت مشاهده شد. ترکیب بهینه خواص مکانیکی در یک آلیاژ با ترکیب تقریبی Fe–3.2C–1.0Cu–0.7Mo–0.55Mn–2.0Si بدست آمد که 100% آسفریت بدون کاربیدهای آلیاژی تولید شد. این آلیاژ یک میکروساختار و خواص مکانیکی قابل مقایسه با چدن خاکستری آستمپر شده بدون مشکلات زیاد همراه با آستمپرینگ داشت.کلمات کلیدی: چدن خاکستری، میکروساختار، ریخته گری و آسفریت1- مقدمهچدن خاکستری یک گروه وسیع از آلیاژهای ریختگی آهنی است که معمولا" بوسیله یک میکروساختار از گرافیت ورقه ای (flake graphite) در یک زمینه آهنی مشخص می شود. آن اساسا" یک آلیاژ Fe–C–Si شامل مقادیر کوچکی از عناصر آلیاژی دیگر و بیشترین آلیاژ ریختگی مورداستفاده و با تولید جهانی سالیانه 6 میلیون تن است که چندین برابر دیگر فلزات ریختگی است[1].میکروساختار چدن خاکستری معمولا" شامل گرافیت ورقه ای و یک زمینه پرلیت و یا فریت است که خواص مکانیکی، قابلیت ماشینکاری و غیره به آن بستگی دارد. چدنهای خاکستری معمولی، زمینه پرلیتی و استحکام کششی در محدوده 140 تا 400 Mpa دارند. وسیله اصلی برای بهبود خواص مکانیکی، کاهش کربن معادل است که درصد گرافیت را کاهش و پرلیت را افزایش می دهد. جدول(1) انواع تجاری چدن خاکستری و خواص مکانیکی مربوط به آنها را نشان می دهد.برای بهبود خواص چدن خاکستری، تحقیق بر روی گسترش میکروساختار آسفریت بیش از 40 سال انجام گرفته است[6-2]. یک بهبود مهم ویژه در خواص، نتیجه ای از گسترش چدن خاکستری آستمپر شده است[7-3]. چدنهای خاکستری آستمپر شده به مهندس چاره هایی با ترکیبات فرایندی/موادی معمولی پیشنهاد می دهد[7]. از طریق آستمپرینگ، زمینه فریتی یا پرلیتی، چدن خاکستری به یک ساختار سوزنی شامل 70 تا 80% فریت بینیتی بدون کاربید و آستنیت باقیمانده 20 تا 30% تغییر می یابد. چنین ساختاری به اصطلاح آسفریت است[6]. نشان داده شده است که چنین ساختار زمینه ای، یک چدن خاکستری با یک ترکیب منحصر بفرد از استحکام، مقاومت سایشی، جذب صدا و یا لرزش و تافنس شکست بالا را تولید می کند[6و7].یک عملیات حرارتی معمولی آستمپرینگ چدن خاکستری، آستنیته کردن در دمای 840–900º C برای چند ساعت بر اساس ترکیب و ضخامت ریختگی و آستمپر کردن در 230–425º C است[6و7].در حالی که این برنامه زمانی عملیات حرارتی تولید چدن خاکستری با یک محدوده عالی از خواص ، به انرژی قابل ملاحظه و فضای تولید نیاز دارد و ممکن است باعث آلودگی محیطی بعلاوه اکسیداسیون و ترک در اجزا شود. این مشکلات ، تولید گسترده چدن خاکستری آستمپر شده را محدود کرده اند، بنابراین تحقیق بر روی گسترش چدن خاکستری آسفریتی را بوسیله ریخته گری مستقیم وادار می کنند[5]. کار حاضر قصد دارد نشان دهد که چگونه تغییرات سیستماتیک در اضافه کردن آلیاژی به یک چدن خاکستری معمولی در طی ریخته گری می تواند یک آلیاژ با میکروساختار فریت بینیتی-آستنیتی (آسفریتی) با خواص مکانیکی قابل مقایسه با چدن خاکستری آستمپر شده را تولید کند.جدول(1): ترکیب و خواص مکانیکی کلاسهای مختلف چدن خاکستری 

    Class

Total carbon (wt.%)

Total silicon (wt.%)

Tensile strength (MPa)

Transverse load on test bar (kg f)

Hardness (HB)

     20

  3.40–3.60

   2.30–2.50

          152

           839

56

     25

         -

           -

          179

           987

174

     30

  3.10–3.30

   2.10–2.30

          214

          1145

210

     35

         -

           -

          252

          1293

212

2- تجربی2-1- مواد و روش ریخته گریهدف اصلی از کار حاضر تعیین تاثیر عناصر آلیاژی کلیدی بر توسعه

متالوگرافی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 51

عنوان: چدن خاکستری کم کربن

چکیده: آزمایش و بررسی ساختار میکروسکوپی چدن خاکستری کم کربن

مقدمه: چدن خاکستری از آلیاژ آهن و کربن که حدود 2% بیشتر باشد ویا سرعت سرد کردن پایین و یا سیلیسیم که باعث ناپایداری سمنتیت می شود چدن خاکستری تولید خواهد شد.

حال اگر مقدار کربن آن کمتر از3 / 4% باشد چدن خاکستری کم کربن بدست می‌آید که ریخته‌گری راحتری نسبت به فولادها دارد که ممکن است دارای زمینه مزیت و پرلیتی باشد.

روش آزمایش: در اولین مراحل بریدن نمونه از قطعه اصلی به وضوح و نرمی و خوشتراشی آن پی می‌بریم بعد از بریدن، سوهان کاری آن نیز به راحتی انجام می‌شود. اما سمباده کاری آن علی رقم نرمی بالای آن با مشکل مواجه می شد. به طوری که با صرف کردن زمان حدود 3 / 1 بر سمابده کاری چدن‌های نظیر قبل کمتر به صافی مسطح می‌رسیدیم.

همه از سوهان کاری و پولیش کاری (قبل از اچ کردن) نمونه را زیر میکروسکوپ می‌گذاریم در اولین نگاه خطوط بیش از حد سمباده و دستگاه پولیش مانع از دیدن گرافیت های آن می شد.

و سپس حدود پنج الی هفت ثانیه در محلول برای اچ کردن فرو می‌بردیم بعد از درآوردن از محلول و شستن قطعه آن را زیر میکروسکوپ گذاشتیم که زمینه را مشاهده کردیم.

مقدمه

اهمیت متالوگرافی

متالوگرافی در مفهوم کلی عبارت است از مطالعه ساختار درونی فلزات و آلیاژها و رابطه این ساختار با ترکیب، نمونه تولید، و شرایط انجماد و خواص شیمیایی و مکانیکی آنها می‌باشد. یکی از آزمایشهای مهم واحد کنترل کمی و کیفی خط تولید ریخته‌گری متالوگرافی است که امروزه هم جنبه کنترل کیفی و هم جنبه تحقیقاتی به خود گرفته است.

اگر بخواهیم به اهمیت این آزمایشگاه بیشتر واقف گردیم لازم است اهداف مهم این آزمایشگاه را به صورت خلاصه بیان و توجه کنیم.

1 ـ بررسی عیوب میکروسکوپی و بعضی از عیوب ماکروسکوپی فلزات و آلیاژهای تولید شده از قبیل درشت دانگی و رشد و ناهمگونی فازهای ناخواسته و عدم توزیع ـ یکنواخت دانه ها و فازها و….

2 ـ تشخیص، تقریبی ترکیب شیمیایی آلیاژ از طریق بررسی ساختار درونی و استفاده از دیاگرافم فازی آن آلیاژ که این هدف بیشتر زمانی لازم می‌شود که امکانات آزمایشگاه تجزیه فلزات در دسترسی نباشد.

3 ـ بیشتر از روش ماکروسکوپی استفاده می‌شود و کمکی برای آزمایشگاه انجماد است و عبارتست از کنترل نحوه و نوع انجماد و رشد ماکروسکوپی دانه‌ها و رابطه با شرایط ریختگی آن آلیاژ که کنترل آن می‌تواند در بهبود خواص مکانیکی و سلامتی قطعه ریختگی مؤثر باشد.

لازم به ذکر است که بین اهداف گفته شده هدف اول بسیار مهمتر است و آن را به دو بخش اصلی تقسیم می‌کنیم.

1 – جنبه تکنولوژیکی

2 ـ جنبه متالوژیکی

هدف از پولیش کردن و اچ کردن

شاید سئوالی پیش آید که پولیش و اچ کردن چیست؟

پولیش کردن عبارتست از سمباده کاری ریز که تشکیل شده از سمباده‌های ضدآب که از شماره‌های 1000 - 320 تشکیل شده و نصب شده روی فلز آلومینیومی که در زیر شیرآبی قرارگرفته و در حین سمباده‌کاری آب مدام روی آن ریخته می‌شود.

اچ کردن یعنی مرئی کردن ساختار بلورین فلز و ایجاد مغایرت بین سازنده‌های مختلف آن می‌باشد. آچ کننده هامانند (اسیدهائی آلی و غیرآلی و پیکه‌ای و نیسال و…)

شرح آزمایش (نحوه انجام کار)

اولین کاری که برای انجام الزامی است بریدن یک قطعه به ابعاد موردنیاز از میلگرد آج دار و ساده که در این کار 1 سانتیمتر می‌باشد. پس از بریدن قطعه آن سوهان، نرده و سطح این نمونه را گونیا می‌کنیم. و با سوهانهای خشن و نرم تمام سطح را می‌زنیم تا هم به اندازه مناسبی برسد و هم سطح گونیا شود.

بعد از اتمام سوهانکاری به قسمت سمباده کاری یا پولیش زدن می‌رسیم.

در این قسمت نمونه را روی محلی که در آن سمباده‌ها از نرم تا خشن روی سکو قرار گرفته‌اند می‌گذاریم تا به ترتیب سمباده را شروع کنیم در ضمن در روی هر کدام (هر شماره) از سمباده‌های شیرهای آبی تعبیه شده تا در حین کار آب روی نمونه سمباده ریخته و کار را بهتر و روانتر انجام دهیم. علت اینکه آب باید روی نمونه مداوم باشد جلوگیری از مسردود شدن کاغذ سمباده یا جلوگیری از خط روی نمونه می‌باشد.

روش کار به این گونه است که ابتدا از سمباده های خشن استفاده کرده و به ترتیب شماره به طرف نرم آن می رویم تا خشهای افتاده روی نمونه را حذف کرده و تا انجام این کار از سمباده‌ها استفاده می‌کنیم.

بعد از اتمام کار و اطمینان از عاری بودن خش نوبت به دستگاه پولیش می‌رسد دستگاههای که در آن صفحه وجود دارد که آن توسط نیروی اتروموتوری می‌چرخد و روی این صفحه پارچه‌ای نصب شده نام این پارچه ماهوت می‌باشد و طرز کار این است که هنگام چرخش صفحه نمونه را روی آن قرار داده تا اگر خشی روی قطعه بود برطرف شود و علت آن سایش بین الیاف پارچه ماهوت و سطح قطعه باعث برطرف شدن خشها می‌شود.

برا یاینکه این کار سریعتر وب هتر انجام شود اکسیدآلومینیوم را به همراه آب مخلوط کرده که رنگ آن سفید می‌شود و هنگام چرخش صفحه و قرار گرفتن نمونه روی آن این محلول روی آن ریخته شده و برخورد دانه‌های اکسید آلومینیوم با سطح نمونه باعث از بین رفتن خشهای روی قطعه می شود. بعد از شستن خشک کردن سطح نمونه آن را برای اچ کردن آماده می‌کنیم.

محلول اچ برای هر قطعه متغیر است و برای قطعه کاسه فولاد می‌باشد اسیدنیتریک و الکل می‌باشد.

اثر عناصر آلیاژی بر میکروساختار و استحکام چدن خاکستری (تحقیق)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

‏اثر عناصر آلیاژی بر میکروساختار و استحکام چدن خاکستری :خلاصه:آزمایشات ریخته گری برای تولید چدنهای خاکستری باترکیباتی در محدوده(درصد وزنی):

 Fe–3.2C–wCu–xMo–yMn–zSi که w = 0.78–1.79, x = 0.11–1.17, y = 0.68–2.34 و

z = 1.41–2.32 انجام شده است.این عناصر کلیدی بطور سیستماتیک در طی ریخته گری ماسه ای بصورت میلگردهای با قطر 30-mm برای ارزیابی تاثیرشان بر توسعه میکروساختار و خواص مکانیکی،تغییریافتند.معلوم شد که محدوده میکروساختارها از پرلیت کامل تا ترکیبی از آستنیت باقیمانده و فریت بینیتی به اصطلاح آسفریت (ausferrite) تولید شدند و یک همبستگی خطی مستدل بین کسر حجمی شکستن و استحکام آسفریت مشاهده شد. ترکیب بهینه خواص مکانیکی در یک آلیاژ با ترکیب تقریبی Fe–3.2C–1.0Cu–0.7Mo–0.55Mn–2.0Si بدست آمد که 100% آسفریت بدون کاربیدهای آلیاژی تولید شد. این آلیاژ یک میکروساختار و خواص مکانیکی قابل مقایسه با چدن خاکستری آستمپر شده بدون مشکلات زیاد همراه با آستمپرینگ داشت.کلمات کلیدی: چدن خاکستری، میکروساختار، ریخته گری و آسفریت1- مقدمهچدن خاکستری یک گروه وسیع از آلیاژهای ریختگی آهنی است که معمولا" بوسیله یک میکروساختار از گرافیت ورقه ای (flake graphite) در یک زمینه آهنی مشخص می شود. آن اساسا" یک آلیاژ Fe–C–Si شامل مقادیر کوچکی از عناصر آلیاژی دیگر و بیشترین آلیاژ ریختگی مورداستفاده و با تولید جهانی سالیانه 6 میلیون تن است که چندین برابر دیگر فلزات ریختگی است[1].میکروساختار چدن خاکستری معمولا" شامل گرافیت ورقه ای و یک زمینه پرلیت و یا فریت است که خواص مکانیکی، قابلیت ماشینکاری و غیره به آن بستگی دارد. چدنهای خاکستری معمولی، زمینه پرلیتی و استحکام کششی در محدوده 140 تا 400 Mpa دارند. وسیله اصلی برای بهبود خواص مکانیکی، کاهش کربن معادل است که درصد گرافیت را کاهش و پرلیت را افزایش می دهد. جدول(1) انواع تجاری چدن خاکستری و خواص مکانیکی مربوط به آنها را نشان می دهد.برای بهبود خواص چدن خاکستری، تحقیق بر روی گسترش میکروساختار آسفریت بیش از 40 سال انجام گرفته است[6-2]. یک بهبود مهم ویژه در خواص، نتیجه ای از گسترش چدن خاکستری آستمپر شده است[7-3]. چدنهای خاکستری آستمپر شده به مهندس چاره هایی با ترکیبات فرایندی/موادی معمولی پیشنهاد می دهد[7]. از طریق آستمپرینگ، زمینه فریتی یا پرلیتی، چدن خاکستری به یک ساختار سوزنی شامل 70 تا 80% فریت بینیتی بدون کاربید و آستنیت باقیمانده 20 تا 30% تغییر می یابد. چنین ساختاری به اصطلاح آسفریت است[6]. نشان داده شده است که چنین ساختار زمینه ای، یک چدن خاکستری با یک ترکیب منحصر بفرد از استحکام، مقاومت سایشی، جذب صدا و یا لرزش و تافنس شکست بالا را تولید می کند[6و7].یک عملیات حرارتی معمولی آستمپرینگ چدن خاکستری، آستنیته کردن در دمای 840–900º C برای چند ساعت بر اساس ترکیب و ضخامت ریختگی و آستمپر کردن در 230–425º C است[6و7].در حالی که این برنامه زمانی عملیات حرارتی تولید چدن خاکستری با یک محدوده عالی از خواص ، به انرژی قابل ملاحظه و فضای تولید نیاز دارد و ممکن است باعث آلودگی محیطی بعلاوه اکسیداسیون و ترک در اجزا شود. این مشکلات ، تولید گسترده چدن خاکستری آستمپر شده را محدود کرده اند، بنابراین تحقیق بر روی گسترش چدن خاکستری آسفریتی را بوسیله ریخته گری مستقیم وادار می کنند[5]. کار حاضر قصد دارد نشان دهد که چگونه تغییرات سیستماتیک در اضافه کردن آلیاژی به یک چدن خاکستری معمولی در طی ریخته گری می تواند یک آلیاژ با میکروساختار فریت بینیتی-آستنیتی (آسفریتی) با خواص مکانیکی قابل مقایسه با چدن خاکستری آستمپر شده را تولید کند.جدول(1): ترکیب و خواص مکانیکی کلاسهای مختلف چدن خاکستری 

    Class

Total carbon (wt.%)

Total silicon (wt.%)

Tensile strength (MPa)

Transverse load on test bar (kg f)

Hardness (HB)

     20

  3.40–3.60

   2.30–2.50

          152

           839

56

     25

         -

           -

          179

           987

174

     30

  3.10–3.30

   2.10–2.30

          214

          1145

210

     35

         -

           -

          252

          1293

212

2- تجربی2-1- مواد و روش ریخته گریهدف اصلی از کار حاضر تعیین تاثیر عناصر آلیاژی کلیدی بر توسعه

اثر عناصر آلیاژی بر میکروساختار و استحکام چدن خاکستری 27 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

‏اثر عناصر آلیاژی بر میکروساختار و استحکام چدن خاکستری :ترجمه: محمود طاهری شهرآئینیدانشجوی کارشناسی دانشگاه شهید رجایی برگرفته از سایت: www.elsevier.com

خلاصه:آزمایشات ریخته گری برای تولید چدنهای خاکستری باترکیباتی در محدوده(درصد وزنی):

 Fe–3.2C–wCu–xMo–yMn–zSi که w = 0.78–1.79, x = 0.11–1.17, y = 0.68–2.34 و

z = 1.41–2.32 انجام شده است.این عناصر کلیدی بطور سیستماتیک در طی ریخته گری ماسه ای بصورت میلگردهای با قطر 30-mm برای ارزیابی تاثیرشان بر توسعه میکروساختار و خواص مکانیکی،تغییریافتند.معلوم شد که محدوده میکروساختارها از پرلیت کامل تا ترکیبی از آستنیت باقیمانده و فریت بینیتی به اصطلاح آسفریت (ausferrite) تولید شدند و یک همبستگی خطی مستدل بین کسر حجمی شکستن و استحکام آسفریت مشاهده شد. ترکیب بهینه خواص مکانیکی در یک آلیاژ با ترکیب تقریبی Fe–3.2C–1.0Cu–0.7Mo–0.55Mn–2.0Si بدست آمد که 100% آسفریت بدون کاربیدهای آلیاژی تولید شد. این آلیاژ یک میکروساختار و خواص مکانیکی قابل مقایسه با چدن خاکستری آستمپر شده بدون مشکلات زیاد همراه با آستمپرینگ داشت.کلمات کلیدی: چدن خاکستری، میکروساختار، ریخته گری و آسفریت1- مقدمهچدن خاکستری یک گروه وسیع از آلیاژهای ریختگی آهنی است که معمولا" بوسیله یک میکروساختار از گرافیت ورقه ای (flake graphite) در یک زمینه آهنی مشخص می شود. آن اساسا" یک آلیاژ Fe–C–Si شامل مقادیر کوچکی از عناصر آلیاژی دیگر و بیشترین آلیاژ ریختگی مورداستفاده و با تولید جهانی سالیانه 6 میلیون تن است که چندین برابر دیگر فلزات ریختگی است[1].میکروساختار چدن خاکستری معمولا" شامل گرافیت ورقه ای و یک زمینه پرلیت و یا فریت است که خواص مکانیکی، قابلیت ماشینکاری و غیره به آن بستگی دارد. چدنهای خاکستری معمولی، زمینه پرلیتی و استحکام کششی در محدوده 140 تا 400 Mpa دارند. وسیله اصلی برای بهبود خواص مکانیکی، کاهش کربن معادل است که درصد گرافیت را کاهش و پرلیت را افزایش می دهد. جدول(1) انواع تجاری چدن خاکستری و خواص مکانیکی مربوط به آنها را نشان می دهد.برای بهبود خواص چدن خاکستری، تحقیق بر روی گسترش میکروساختار آسفریت بیش از 40 سال انجام گرفته است[6-2]. یک بهبود مهم ویژه در خواص، نتیجه ای از گسترش چدن خاکستری آستمپر شده است[7-3]. چدنهای خاکستری آستمپر شده به مهندس چاره هایی با ترکیبات فرایندی/موادی معمولی پیشنهاد می دهد[7]. از طریق آستمپرینگ، زمینه فریتی یا پرلیتی، چدن خاکستری به یک ساختار سوزنی شامل 70 تا 80% فریت بینیتی بدون کاربید و آستنیت باقیمانده 20 تا 30% تغییر می یابد. چنین ساختاری به اصطلاح آسفریت است[6]. نشان داده شده است که چنین ساختار زمینه ای، یک چدن خاکستری با یک ترکیب منحصر بفرد از استحکام، مقاومت سایشی، جذب صدا و یا لرزش و تافنس شکست بالا را تولید می کند[6و7].یک عملیات حرارتی معمولی آستمپرینگ چدن خاکستری، آستنیته کردن در دمای 840–900º C برای چند ساعت بر اساس ترکیب و ضخامت ریختگی و آستمپر کردن در 230–425º C است[6و7].در حالی که این برنامه زمانی عملیات حرارتی تولید چدن خاکستری با یک محدوده عالی از خواص ، به انرژی قابل ملاحظه و فضای تولید نیاز دارد و ممکن است باعث آلودگی محیطی بعلاوه اکسیداسیون و ترک در اجزا شود. این مشکلات ، تولید گسترده چدن خاکستری آستمپر شده را محدود کرده اند، بنابراین تحقیق بر روی گسترش چدن خاکستری آسفریتی را بوسیله ریخته گری مستقیم وادار می کنند[5]. کار حاضر قصد دارد نشان دهد که چگونه تغییرات سیستماتیک در اضافه کردن آلیاژی به یک چدن خاکستری معمولی در طی ریخته گری می تواند یک آلیاژ با میکروساختار فریت بینیتی-آستنیتی (آسفریتی) با خواص مکانیکی قابل مقایسه با چدن خاکستری آستمپر شده را تولید کند.جدول(1): ترکیب و خواص مکانیکی کلاسهای مختلف چدن خاکستری 

    Class

Total carbon (wt.%)

Total silicon (wt.%)

Tensile strength (MPa)

Transverse load on test bar (kg f)

Hardness (HB)

     20

  3.40–3.60

   2.30–2.50

          152

           839

56

     25

         -

           -

          179

           987

174

     30

  3.10–3.30

   2.10–2.30

          214

          1145

210

     35

         -

           -

          252

          1293

212

2- تجربی2-1- مواد و روش ریخته گری