روی دسکتاپ یا صفحه اصلی راست کلیک کنید.سپس گزینه آخر یعنی Properties را انتخاب کنید.
بعد به قسمت Settings میرویم. و بعد به گزینه advanced مراجعه کنید.بعد بهadaptar میرویم و properties را میزنیم ، سپس بهrescoures میرویم وmemory range رو انتخاب میکنید.و بعدok کنید.
حالا اگر برق رفت دستگاه شما خاموش نمی شود میتوانید با زدن فیوض امتحان کنید. (لازم به ذکر است ممکن است این ترفند بر روی بعضی از دستگاه ها جواب ندهد)

حتما
تا بحال با برنامه های مختلف شانس خودتان را برای تبدیل فایلهایPDF فارسی
به WORD امتحان کرده اید اما تا چه اندازه تلاش و جستجوی شما نتیجه ای در
بر داشته ؟
این مسئله خیلی وقت است که به یکی از اساسی ترین سوالات
کاربران تبدیل شده و نرم افزارهای مختلفی هم برای حل این مشکل معرفی شده
اند که فکر نمیکنم هیچکدام نتیجه دلخواه را به شما داده باشد.
فعلا
آخرین پیشنهاد دانشمندان ایرانی استفاده از برنامه OCR فارسی و Adope
Acrobat Reader ME (middel east) که بعلت حجیم بودن ، دریافت آنها برای
کاربران براحتی مقدور نمیباشد. اما فکر میکنم دریافت این برنامه 4
مگابایتی ارزش امتحان کردن را داشته باشد.
نرم افزارPdf Grabber یک
مبدلPDF است که میتواند فایلهایPDF شما را بدون احتیاج به نصب (بصورت
پرتابل) به فرمتهای Excel ، RTF/Word ، DXF/CAD ، XML ، PowerPoint و Text
تبدیل نماید.
هرچند که این برنامه نیز ضعف هایی در تبدیل Pdf های فارسی
دارد اما در حال حاضر خیلی بهتر از دیگر نرم افزارها جواب میدهد، امتحانش
ضرری ندارد !
لینک دانلود (حجم فایل حدود 4 مگابایت می باشد و کرک برنامه در داخل فایل زیپ قرار دارد)
| آماده
سازی نمونه متالوگرافی را تا حد زیادی می توان یک هنر دانست معمولا در
آزمایشگاه های مختلف از شیوه های متفاوتی برای آماده سازی نمونه استفاده
می شود با توجه به اینکه فلزات از نظر سختی و بافت با یکدیگر متفاوت هستند
از این رو با توجه به نوع فلز مورد آزمایش روش آماده سازی نمونه ممکن است
کمی متفاوت باشد ولی بصورت کلی عملیات آماده سازی نمونه ها مشابه مي باشد.
برای آشنایی با فرایند آماده سازی یک نمونه متالوگرافی روش رایج در مورد آهن و فولاد مورد بررسی قرار می گیرد. آماده سازی نمونه متالوگرافی را تا حد زیادی می توان یک هنر دانست معمولا در آزمایشگاه های مختلف از شیوه های متفاوتی برای آماده سازی نمونه استفاده می شود با توجه به اینکه فلزات از نظر سختی و بافت با یکدیگر متفاوت هستند از این رو با توجه به نوع فلز مورد آزمایش روش آماده سازی نمونه ممکن است کمی متفاوت باشد ولی بصورت کلی عملیات آماده سازی نمونه ها مشابه مي باشد. برای آشنایی با فرایند آماده سازی یک نمونه متالوگرافی روش رایج در مورد آهن و فولاد مورد بررسی قرار می گیرد.شرح : یک نمونه کوچک که از یک قطعه فولادی جدا شده را در نظر بگیرید که یک سطح تخت مناسب در یک طرف این نمونه بوسیله اره کردن و سنگ زنی آمده شده است روش معمول اینست که این نمونه در یک قرص پلاستیکی با قطر یک اینچ 25 میلیمتر و ضخامت یک دوم اینچ نصب می شود به طوری که سطحی از نمونه که قرار است پولیش شود در یک طرف دیسک قرار بگیرد .دریک روش برای تولید این قرص نمونه در داخل یک قالب ساده استوانه ای قرار داده شده و سپس رزین اپوکسی مایع در داخل قالب ریخته می شود این مراحل به چهار مرحله مختلف طبقه بندی می شود :1) سایش نرم 2) پرداخت خشن 3) پرداخت نهایی 4) اچ کردن در سه قسمت اول هدف اصلی کاهش ضخامت لایه تغییر شکل یافته زیر سطح نمونه است عملیّات برش سنگ زنی و سایش فلز نزدیک به سطح را به شدت تغییر شکل می دهند ساختار واقعی فلز تنها زمانی آشکار می شود که لایه تغییر شکل یافته کاملا از روی سطح برداشته شود چون هر مرحله از آماده سازی نمونه نیز به خودی خود باعث تغییر شکل در سطح می شود ، بنابراین در هر مرحله باید از ساینده های نرم تر از قبلی استفاده شود هر ساینده سبب جدا شدن لایه تغییر شکل یافته ناشی از مرحله قبل می شود در حالی که همین ساینده ، یک لایه اعوجاج یافته با عمق کمتر نیز تولید می کند سایش نرم در این مرحله سطح نمونه با استفاده از پودر های کاربید سیلیسیم که بر ریو کاغذ های مخصوص تعبیه شده اند ساییده می شود ممکن است نمونه بصورت دستی روی کاغذ سنباده ای که روی یک سطح تخت نظیر یک تکه شیشه تخت قرار دارد ساییده شود همچنین ممکن است کاغذ سنباده روی سطح یک چرخ دوار افقی و تخت چسبانیده شده و سپس نمونه متالوگرافی روی آن قرار داده شود در هر دو روش معمولا از آب به عنوان یک روانساز استفاده می شود که باعث حمل ذرات جدا شده از سطح نیز می شود سه نوع ساینده با شماده های 320 ،400، 600 که در آنها به ترتیب اندازه ذرات کاربید سیلیسیم برابر 33 ، 23 ، 17 میکرون است مورد استفاده قرار می گیرند در هر یک از مراحل سایش اولیه نمونه بصورتی روی یک سطح حرکت داده می شود که خراش ها فقط دریک جهت تشکیل شود هنگام تعویض یک کاغذ سنباده نمونه به اندازه تقریبی 45 درجه دوران داده می شود که در نتیجه خراش های جدید تشکیل شده در روی سطح با خراش های قبلی زاویه می سازند سایش تا زمانی ادامه می یابد که خراش های تشکیل شده از مراحل قبل ناپدید شوند.پرداخت خشن این مرحله بسیار حساس است در حال حاضر ماده ساینده مورد استفاده برای عملیات پرداخت خشن پودر الماس با اندازه دانه تقریبی 6 میکرون است پودر الماس در خمیری قابل حل در روغن نگه داری و حمل نقل می شود در این مرحله مقدار کمی از این خمیر بر روی سطح یک چرخ دوار که با یک پارچه نایلونی پوشیده است قرار می گیرد روانساز مورد استفاده در حین عملیات پرداخت روغنی مخصوص است نمونه روس چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه ای فشار داده می شود در طول این مرحله نمونه در یک محل خاص و ثابت روی چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه ای فشار داده می شود در طول این مرحله نمونه در یک محل خاص ثابت روی چرخ پرداخت نگه داشته نمی شود و د حول چرخ و در جهت مخالف دوران چرخ حرکت داده می شود در نتیجه عمل پرداخت با یکنواختی بالایی انجام می شود ذرات الماس خاصیت داده می شود در نتیجه عمل پرداخت با یکنواختی بالایی انجام می شود ذرات الماس خاصیت برش شدیدی داشته و در جدا کردن لایه عمیق تغییر شکل یافته ناشی از عملیات سایش اولیه بسیار موثرند پودر الماس 6میکرون قادر به جدا سازی لایه تغییر شکل یافته حاصل از ساینده کاربید سیلیسیم 17 میکرونی در مرحله آخر سایش اولیه است پرداخت نهایی در این مرحله خراش های ظریف و لایه های اعوجاج یافته بسیار ریز که از مرحله پرداخت خشن باقی مانده اند جدا می شوند ماده پرداخت مورد استفاده اغلب پودر آلومینا از نوع گاما با اندازه دانه 05/0 میکرون است این پودر روی یک چرخ دوار پوشیده شده با پارچه ریخته شده و از آب مقطر به عنوان رونساز استفاده می شود بر خلاف پارچه نایلونی بدون پرز استفاده شده در پولیش خشن ، پارچه مورد استفاده در مرحله عموما پرزدار است چنانچه این مرحله و مرحله قبلی با دقت کافی انجام شوند ، سطحی عاری از خراش و تقریبا بدون هیچ لایه فلزی اعوجاج یافته قابل تشخیص تشکیل می شود اچ کردن معمولا در نمونه متالوگرافی ساختار داده ها پس از پایان عملیات پرداخت نهایی در زیر میکروسکوپ مشخص نیست ضخامت مرز دانه های یک فلز در بهترین حالت در حد ضخامت چند اتم است در حالی که توان آشکار سازی یک میکروسکوپ بسیار کمتر از حد لازم برای تشخیص آنهاست تنها در فلزی که بلور هایی با رنگ های مختلف در تماس با یکدیگر باشند ، قابل رویت ساختن مرز دانه ها نمونه های متالوگرافی اچ می شوند که این عملیات با فرو بردن سطح نمونه پولیش شده در یک محلول اچ ضعیف اسیدی یا قلیایی انجام می شود رایج ترین محلول مورد استفاده برای فولاد های نایتال نام دارد که محتوی محلول 2% اسید نیتریک در الکل است در بعضی حالات می توان عمل اچ را توسط مالش ملایم یک تکه پنبه آغشته به محلول اچ بر روی سطح انجام داد در هر صورت در نتیجه این عمل مقداری از سطح فلز حل شده و از سطح خارج می شود چنانچه محلول اچ مورد استفاده مناسب باشد سطح فلز بصورت یکنواخت حل نمی شود گاهی عامل اچ کننده به مرز دانه ها سریع تر از سطح دانه ها حمله می کند سایر محلول سایر محلول های اچ ، دانه های مختلف را بر اساس جهت گیری آن ها حل خواهند کردپس از اچ کردن مرز ها به صورت پله هایی کم عمق در سطح ظاهر می شوند جداره های عمودی این پله ها نور را همانند سطوح بلوری نسبتا صاف به عدسی های شیئ میکروسکوپ منعکس نمی کنند و در نتیجه محل مرز بلوری در زیر میکروسکوپ قابل رویت می شوند پرداخت الکتریکی و اچ الکتریکی در فلزاتی نظیر فولاد زنگ نزن تیتانیم و زیر کونیم که از بین بردن لایه های سطحی اعوجاج یافته بسیار مشکل است پولیش مکانیکی مناسب نیست بنابراین اغلب این مواد توسط روش پرداخت الکتریکی در آخرین مرحله پرداخت می شوند در این حالت نمونه به عنوان آند و یک ماده غیر قابل حل به عنوان کاتد در یک حمام الکترولیتی به صورت مناسب قرار می گیرند چنانچه از دانسیته جریان مناسب استفاده شود می توان سطح نمونه را به صورتی حل کرد که یک سطح پرداخت مناسب تولید شود در روش پرداخت الکتریکی حمام و دانسیته جریان باید به صورت مجزا طوری کنترل شوند که سطحی صاف و بودن پستی و بلندی تولید شود همچنین با تغییر ترکیب شیمیایی حمام و دانسیته جریان می توان سطحی با پستی بلندی های مناسب عملیات اچ را تولید کرد به این مراحل پرداخت الکتریکی گویند.شرح هر یک از مراحل آماده سازی قطعه :نمونه برداری سنباده زنی و پرداخت کاری اچ کردننمونه برداريمقوله نمونه برداري که تابع زمان ، مکان ، تعداد نمونه لازم براي دستيابي به يک نتيجه تکرار پذير و . . . است ، از زمره کارهايي است که امروزه در اکثر نقاط جهان به صورت دستورالعمل درآمده و لازم الاجرا است . در متالورژي بحث نمونه برداري در دو بخش پژوهشي و صنعتي خلاصه مي شود . مقصود پژوهشگر از تهيه يک نمونه در يک کار پژوهشي ، بررسي خواص آن قبل از ساخت و توليد انبوه است ، در حالي که نمونه برداري صنعتي به منظور بررسي خواص و حصول اطلاعات لازم و کافي در مورد محصولات يک فرآيند توليد خاص قابل کنترل مي باشد ، مانند يافتن علل عيوب در قطعات ريختگي .در اين صورت نمونه برداري از آنجا اهميت بسزايي مي يابد که مي بايد نماينده شايسته اي ازکل محصولات توليدي باشد که با شرايط يکسان توليد شده اند .نمونه متالوگرافي :يک نمونه متالوگرافي مطلوب براي مطالعات ميکروسکوپي و ماکروسکوپي ساختار ، به درستي و با دقت انتخاب شده و از سطح مناسبي برخوردار است به منظور بررسي دقيق تر جزئيات ساختاري ، لازم است که سطح نمونه عاري از هر گونه تغيرات ناشي از عمليات نمونه برداري و آماده سازي نمونه بوده ، فاقد هر گونه لکه ، خراش و تغيير شکل باشد . در مواردي خاص نيز بايد لبه يا نوک نمونه ها محافظت گردد . تهيه و آماده سازي نادرست و نامناسب مي تواند به نتايج غلط منجر گردد.برش و مقطع زدن :جدا سازي يک تکه کوچک ( نمونه) از قطعه اولين مرحله از فرآيند آماده سازي نمونه بوده و از اهميت شاياني برخوردار است . بريدن نمونه از قطعه مي بايد از مکاني صورت گيرد که سطحي مناسب و واقعي از قطعه را نمايان ساخته و بتواند نماينده قطعه و مبين ساختار عمومي آن باشد . اين امر به مشخصات قطعه ، روش پژوهش و اهداف مورد نظر نيز بستگي دارد . در اين ميان به مواردي چون فشار ، دما ، سرعت بريدن ، توسعه ترک ، توليد گرما ( و در نتيجه تبلور مجدد ، باز پخت موضعي و گاهي ذوب موضعي ) ، دقت عمل و غيره ، که هر يک به نوعي مي توانند بر خواص قطعه تاثير بگذارند نيز توجه خواهد شد . کمک گرفتن از يک روانکار و يا خنک کننده مي تواند اين اثرات را به حداقل برساند. انواع روش هاي برش به سه دسته تقسيم مي شوند :برش مکانيکي برش با قوس الکتريکي برش الکتروشيميايي برش مکانيکي : برش مکانيکي به طرق مختلف امکان پذير است . در روش برشي سايشي – که يکي از روش هاي برش مکانيکي است – با استفاده از يک صفحه گردنده با دور بالا در زمان کوتاهي ، با دقت مناسبي نمونه بريده مي شود . در بسياري موارد با استفاده از سيم و يا اره الماسه ، با حرکت گردشي مناسب ، مي توان عمل بريدن نمونه را در حد مطلوب به انجام رساند . گاهي نيز با يک قلم تيز که با امواج مافوق صوت عمل مي کند ، مي توان عمليات نمونه برداري در شرايط خاص را آسان نمود.برش با قوس الکتريک : ماشيني که براي اين نوع برش ساخته شده است ، به نام اسپارک سيمي و يا اسپارک صفحه اي خوانده مي شود . در اين روش به منظور جلوگيري از افزايش دما هنگام برش ، عمليات برش داخل روغن انجام مي گيرد . اين روش اغلب براي آلياژهاي بسيار سخت استفاده مي شود . سطح بريده شده با اين روش بسيار صاف بوده و عمليات بعدي آماده سازي نمونه را تسهيل مي نمايد . شايان ذکر است از اين روش اخير براي بريدن لايه هاي بسيار نازک از قطعه به عنوان نمونه نيز استفاده مي شود.برش الکتروشيميايي : در اين روش ضمن بريدن با فرز يا اره ، مايع خنک کننده اسيد خورنده اي است که در يک مدار الکتريکي ، بريدن نمونه را سرعت بخشيده و کار بريدن نمونه در زمان کوتاهي به اتمام مي رسد . گاهي اوقات با استفاده از يک افشانه ( جت ) محلول خورنده را با شتاب بر روي قسمتي که بايد بريده شود پرتاب مي کنند . در اين صورت جريان الکتريسته موجود نيز کمک نموده و خوردگي چنان سرعت مي گيرد که مي توان نمونه را به راحتي و سريع از قطعه مورد نظر جدا ساخت.نمونه گير : نمونه تهيه شده براي مطالعات متالوگرافي با ميکروسکوپ، کوچک بوده وتا قبل از رسيدن به بررسي هاي ميکروسکوپي کارهاي زيادي بر روي آن صورت مي گيرد . بنا بر اين لازم است که نمونه توسط يک نمونه گير طوري تحت کنترل و ثابت باشد که کار کردن بر روي آن با سهولت انجام شود . جنس نمونه گير ها معمولا از فولاد نرم ، فولاد ضد زنگ ، آلياژهاي آلومينيوم و آلياژهاي مس مي باشد.مانتينگ : در بيشتر موارد ترجيح داده مي شود که نمونه در يک ماده غير فلزي مانند شيشه ، پلاستيک و يا رزين جاي داده شود . اين عمل مانتينگ نام دارد و به روش هاي گوناگوني صورت مي پذيرد . مانتينگ نمونه زماني که نمونه نا منظم ، کوچک ، خيلي نرم ، خيلي ترد و يا متخلخل باشد و يا اينکه نياز به حفظ لبه هاي آن احساس شود ، لازم و ضرورري است . فرو بردن نمونه در مواد پلاستيک پر کاربرد ترين روش مانتينگ در متالوگرافي مي باشد که به دو روش مانت گرم و سرد انجام مي پذيرد :مانت گرم = رزين + فشار + گرمامانت سرد = رزين ( مونومر ) + کاتاليستدر روش مانت گرم از دستگاهي استفاده مي شود که بتواند پس از قرار دادن نمونه در داخل مواد ، دمايي در حدود 150 درجه سانتي گراد و فشاري حدود 29 مگاپاسکال ايجاد نمايد . در اثر فشار و گرما ، پودر رزين سفت شده و نمونه را در خود حبس مي کند . رزين هاي گرما سخت (Thermosetting) مانند فنل ها ، با گذشت زمان به طور يک طرفه سخت مي شوند . رزين هاي گرما نرم ( Thermoplastic) با کاهش درجه حرارت و تحت فشار منجمد و سخت مي گردند ، اما قابليت ذوب مجدد را دارا مي باشند.علامت گذاري بر روي نمونه : نمونه ها در صورتي قابل استفاده دوباره مي باشند که علامت گذارده شده بر روي آنها در تمام مدت آماده سازي و مطالعه ميکروسکوپي به وضوح قابل رويت بوده و هويت آنها گم نشود . علامت گذاري بر روي نمونه مي بايست بر روي سطحي انجام شود که مورد متالوگرافي قرار نميگيرد . در مورد نمونه هايي که مانت مي شوند ، مي توان روي ماده مانت علامت گذاري نمود . در هنگام استفاده از مانت هاي شفاف ( شيشه اي ) نيز مشخصات نمونه روي يک تکه کاغذ نوشته شده و طوري همراه نمونه قالب گيري مي شود که نوشته قابل خواندن باشد سنباده زني و پرداختدر تهيه نمونه هاي متالوگرافي از نمونه هاي نا هموار ، استفاده از سنباده هاي درشت تا ريز مطلوب مي باشد . سنباده زني موجب صاف شدن سطح ، از بين رفتن لايه هاي نا خواسته و هويدا شدن لايه هاي مورد نظر مي شود . سنباده خشن باعث از بين رفتن سطوح و برجستگي هاي نا مطلوب شده و يک سطح صاف با زبري 10 تا 100 ميکرومتر را به وجود مي آورد . زبري اين سطح با استفاده از سنباده هاي نرم تر به حدود 1تا 10 ميکرو متر مي رسد . اگرچه عمليات سنباده زني يک سطح صاف ايجاد مي کند اما اين سطح فقط براي آزمايش هاي ماکروسکوپي ( نظير سختي سنجي ) و يا ماکرواچ مناسب مي باشد . به دليل عدم وجود يک مرز مشخص ميان سنباده زني و پرداخت کاري ، همواره يک ارتباط نزديک و قابل توجه بين سنباده زني نرم و پرداخت کاري سخت وجود دارد و به همين علت دو بحث سنباده زني و پرداخت کاري با هم مورد بحث قرار مي گيرند.سنباده زني و پرداخت کاري مکانيکي :متداول ترين روش سنباده زني و پرداخت کاري روش مکانيکي است . اين عمل با استفاده از سنباده ثابت ، سنباده متحرک ، صفحه گردان و يا تسمه هاي چرخشي انجام مي شود . هدف از سنباده زني که عموما مرحله به مرحله زبري سنباده را کاهش مي دهند ، به دست آوردن يک سطح صاف بدون شيار و تغيير شکل در سطح نمونه است . تنوع مکان ها در سطح نمونه موجب اختلاف هايي در خواصي نظير پتانسيل الکتروشيميايي مي گردد . به عنوان مثال مناطقي که بيشترين ميزان تغيير شکل را دارند ، بيشترين واکنش را با محلول هاي اچ نشان مي دهند. در نتيجه با سرعت بيشتري حل مي شوند . اين ناصافي ها به دليل وجود خراش هايي در سطح نمونه پرداخت شده بعد از اچ بوده و مبين يک آماده سازي نامناسب است . مجموع عمق خراش ها و منطقه تغيير شکل يافته ، معادل عمق کل منطقه معيوب در نمونه مي باشد .از بين برد خراش هاي ظاهري از سطح نمونه به تنهايي کافي نيست ، بلکه بايد به همان ميزان لايه هاي تغيير شکل يافته نيز از ميان برداشته شوند . به جاي سنباده هاي خشن بايد از سنباده هاي نرو و دانه ريز استفاده نمود ، زيرا با سنباده زني خشن تمايل به تغير شکل بيشتر مي باشد .سنباده زني و پرداخت کاري تر :در برخي از موارد ، آماده سازي نمونه در هوا يا در محيط گاز خنثي و بدون حضور مايعات صورت مي گيرد . اما اين موارد نادر بوده و در آماده سازي نمونه به مايعاتي چون آب ، به عنوان خنک کننده و پراکنده کننده ذرات نياز است تا موجب سنباده زني و پرداخت کاري راحت تر و يکنواخت تري گردد . سنباده زني و پرداخت کاري تر مزاياي زيادي دارد که از جمله آنها مي توان به موارد زير اشاره نمود :کنترل حرارت در فصل مشترک نمونه با سنباده دور ساختن ذرات نامناسب از روي نمونه افزايش طول عمر براي سنباده هاي ثابتفشار ، زمان و سرعت سنباده زني و پرداخت کاري :افزايش فشار ، زمان و سرعت عموما به کنده شدن سريعتر مواد منجر مي شوند .تاثير اين عوامل بر تغيير شکل به صورت زير متغير است :افزايش فشار ممکن است به توليد گرما منجر گشته و در نتيجه اثرات و تغييراتي بر ريز ساختار بر جاي گذارد . فشار ، به خصوص در هنگام پرداخت کاري ، نبايد بيش از حد زياد باشد. به طور کلي هرچه زمان سنباده زني کوتاه تر وزمان پرداخت کاري بلند تر باشد ، بهتر است. با افزايش سختي نمونه ، از سرعت کمتر سنباده زني و پرداخت کاري استفاده به عمل مي آيد . البته اين نکته عموميت نداشته و براي برخي مواد مانند سراميک ها ، ترکيبات بين فلزي و کاربيدهاي سيماني ، عمدتا سرعت پرداخت کاري بالاتر ترجيح داده مي شود. به دليل آن که افزايش سرعت سنباده زني و پرداخت کاري موجب توليد گرماي زيادي در سطح مي گردد ، مواد حساس به گرما بايد با سرعت هاي پايين تري پرداخت گردند و يا در حين عمل از خنک کننده بيشتري استفاده شود. حرکت نمونه بر روي سطح ساينده :براي دريافت بهترين نتيجه ، بايد سطح پهن تر نمونه انتخاب گشته ، در تمام مدت عمليات ثابت نگه داشته شده و روي سطح ساينده قرار گيرد. به منظور جلوگيري از تشکيل شيار هاي جهت دار ناشي از سنباده و پرداخت بر روي نمونه ، بهترين کار اين است که نمونه بعد از هر مرحله به اندازه 90 درجه چرخانده شود . در مواقع استفاده از سنباده يا پرداخت کنده چرخان ، چرخش نمونه در خلاف جهت چرخش چرخ ، موجب جلوگيري از تشکيل اثرات جهت دار چرخ سنباده يا پرداخت بر روي سطح نمونه مي گردد.نکاتي در زمينه سنباده زني و پرداخت کاري :در زمينه سنباده زني و پرداخت کاري نمونه هاي متالوگرافي ، توجه به نکات زير مفيد است:در مراحل مختلف سنباده کاري ، نمونه متالوگرافي در هر مرحله نسبت به مرحله قبل 90 درجه چرخانده شود و عمليات سنباده زني در هر مرحله تا زمان از بين رفتن کامل اثر و امتداد خطوط مرحله قبلي ادامه مي يابد. کاغذ سنباده از جنس SiC براي فلزات نرم و کاغذ سنباده ازجنسAl2O3 براي فلزات سخت و پايه آهني به کار مي رود. براي سنباده زدن سراميک ها ازصفحات الماسه استفاده مي شود. در سنباده زني نرم براي فلزات نرم از عدد ريزي بالاي سنباده SiC استفاده مي شود ، ولي براي فلزات سخت تر ، صفحات سنباده الماسه يا نمونه هاي مخصوص همراه با خمير الماسه (با اندازه ذرات 9 الي 45 ميکرون) مورد استفاده قرار مي گيرد. در مرحله صيقل کاري و پرداخت کردن ، که مقدار تغيير شکل سطح به حداقل مي رسد ، دو روش با علايم اختصاري OP و DP اعمال مي شود . روش DP صيقل کاري با استفاده از خمير الماسه و نمونه مخصوص است . در اين روش به دليل اصطکاک بالاي ناشي از سختي خمير الماسه ، از مواد خنک کننده مناسب استفاده مي شود . روش OP در نمونه هاي نرم تر که شکل پذيري بالا دارند به کار مي رود . پودر هاي اکسيدي MgO و SiO2 ، Al2O3 با دانه بندي حدود 0,04 ميکرون همراه با محلول امولسيوني در دو گروه مورد استفاده قرار مي گيرند . در گروه اول ( OP-U ) پودر SiO 2 با يک محلول به Ph حدود 9,8 براي از بين بردن لايه تغيير شکل يافته و در گروه دوم ( OP-S) پودر اکسيدي با دانه بندي 0,04 ميکرون به صورت مخلوط سوسپانسيون و محلول H به کار مي رود. نمد مورد استفاده در روش OP به دليل بالا بودن Ph در محلول امولسيون و پايين بودن آن در مخلوط سوسپانسيون بايد مقاومت خوردگي خوبي در اين محيط ها ( بازي و اسيدي ) داشته باشد. در روش DP ماده ساينده همراه با محلول خنک کننده با گرانروي و چسبندگي بالا به کار مي رود (خمير الماسه در سرنگ هاي با حجم محدود سي سي در دسترس است). در پرداخت اوليه از آب در پرداخت نهايي از مخلوط آّب و صابون يا محلول آب و الکل (به نسبت 50 تا 70 درصد الکل) و در پرداخت هاي مراتب بالاتر از محلول هاي آب – صابون – الکل يا الکل – گليسيرين ، به عنوان ماده خنک کننده ، استفاده به عمل مي آيد. روش سنباده زني و صيقل کاري بسته به جنس ماده موردنظر ، متغير است. تميز کردن نمونه :تميز نگه داشتن نمونه در متالوگرافي الزامي بوده و لازم است نمونه ها پس از هر مرحله تميز شوند. آلودگي هاي ناشي از سنباده زني و پرداخت کاري بايد از بين بروند تا موجب کاهش بازده مراحل بعدي نشوند. وجود آثار انگشت ، لايه هاي نازک چربي و يا مواد کمرنگ و ناپيدا بر روي سطح نمونه ممکن است موجب اخلال در عمل اچ کردن گردد. به اين ترتيب که موجب ايجاد مناطق گوناگوني مي گردند که سرعت اچ شدن در اين مناطق متفاوت است. شستشو با آب متداول ترين روش براي تميز کردن نمونه است. در اين روش نمونه را زير جريان ملايم آب نگه داشته و با يک برس بسيار نرم ، پارچه کتان و يا پنبه سطح آن را تميز مي کنند.تميزکاري مافوق صوت (اولتراسونيک) موثرترين روش تميزکاري است. در اين روش نه تنها آلودگي هاي سطحي از بين مي روند ، بلکه ذرات ريز موجود در ترکها ، حفره ها و شکافهاي سطح نمونه نيز خارج مي شوند. عمل تميزکاري به اين روش معمولا بين تا 30 ثانيه زمان مي خواهد.بعد از تميزکاري لازم است نمونه توسط الکل ، بنزن و يا ساير محلول هايي که نقطه جوش پايين دارند ، شسته شده و سپس سريعا خشک گردد. ماندن مايعات بر روي نمونه باعث ايجاد لک مي شود. اچ کردنمفهوم اچ کردن :اگر يک نمونه فلزي پس از آماده سازي زير ميکروسکوپ نوري قرار داده شود ، انعکاس و بازتابش نور به گونه اي خواهد بود که رويت ريزساختار ، که هدف اصلي متالوگرافي است، امکان پذير نمي گردد. به همين دليل ، جهت ايجاد يک زمينه قابل رويت از ريزساختار نمونه ، عمل اچ کردن (به شيوه هاي گوناگون ) انجام مي شود. شايان ذکر است که اگر منظور مطالعه مواردي مانند ترک مويي ، تخلخل ، حفره ، آخال غير فلزي و برخي فازهاي خاص (نظير گرافيت در چدن خاکستري و سرب در برنج سرب دار) باشد ، اچ کردن نمونه آماده شده ضرورت ندارد.اچ کردن به مفهوم ايجاد خوردگي بسيار ضعيف در قسمت هاي ناپايدار سطح نمونه آماده شده و پرداخت شده است. در بسياري از موارد ، نمونه پرداخت شده ريزساختار خود را نمايش نمي دهد. زيرا نورهاي معمولي به صورت يکسان و متحد منعکس مي شوند. از آنجايي که اختلاف هاي ناچيز در انعکاس پذيري توسط چشم انسان قابل تشخيص نيست ، روشهايي براي تصويرگيري از طريق تباين نوري مورد نياز مي باشد. اگرچه اين روشها به نام اچ کردن معروف هستند ، اما هميشه اچ کردن مرتبط با انتخاب محلول هاي شيميايي خاص براي ساختارهاي مختلف نمي باشد. اين امر مي تواند با استفاده از روشهاي نوري ، شيميايي ، الکتروشيميايي و يا فيزيکي به انجام برسد. اچ کردن روشهاي گوناگوني دارد که هر يک براي ساختارها و مواد مختلف مفاهيم متفاوتي را در بر خواهد داشت. در واقع در هر شيوه اي براي يک ماده خاص مي توان ظرايفي را به کار گرفت که به بهترين و مطلوب ترين نتايج دست يافت. انواع روشهاي اچ کردن :اچ نوري:(Optical Etching) اچ نوري بر مبناي استفاده از روشهاي خاص روشن سازي و بر اساس اصول روشن سازي کوهلر(Kohler) بنا گرديده است. اين روشها که شامل ميدان تاريک ، نور قطبي ، تباين فازي ، تباين تداخلي و... مي باشند ، در اغلب ميکروسکوپهاي تجاري موجود بوده و يا به سادگي قابل نصب و به کارگيري هستند.روش اچ کردن نوري يک مزت قابل توجه نسبت به ساير روشهايي که موجب تغييرات در سطح نمونه مي شوند ، دارد و آن مبتني بر اين نکته است که روشهاي فيزيکي و شيميايي اچ کردن نيازمند زمان قابل توجهي است و همواره خطر ايجاد قسمت هايي که نتوان در مورد آنها تفسير صحيحي ارايه نمود وجود دارد.اچ الکتروشيميايي(Electrochemica (Chemical) Etching) : در طول اين فرآيند نمونه هاي فلزي ، عمليات اکسيداسيون و احيا اتفاق مي افتد.همه فلزات در تماس با محلول ها تمايل به يونزه شدن از طريق آزاد کردن الکترون دارند. کميتي که مي تواند مشخص کننده انجام اين تحول باشد ، پتانسيل الکتروشيميايي است. اين کميت با مقايسه پتانسيل فلز نسبت به پتانسيل استاندارد يک الکترود مرجع سنجيده و اندازه گيري مي شود.فهرست عناصر زير ترتيب قرارگرفتن فلزات گوناگون را بر حسب سري الکتروموتيو آنها نشان مي دهد:Li , Na , K , Ca , Ba , Be , Mg , Al , Mn , Zn , Cr , Cd , Tl , Au , Pt , Co , Ni , Pb , Fe , H , Sn , Sb , Bi , As , Cu , Ag, Hg عناصر فوق الذکر براساس ميل ترکيبي با الکترون مرتب شده اند. با حرکت از چپ به راست ، قدرت اکسيد کنندگي (يا احيا شوندگي) افزايش يافته ، قدرت احيا کنندگي (يا اکسيد شوندگي) کاهش مي يابد. در اين رديف ، عناصر قبل از هيدروژن ، با اسيد خورده شده و2 Hآزاد مي کنند. بالعکس ، عناصر بعد از هيدروژن بدون عامل اکسيد کننده خورده نشده و با اسيد و آب ، هيدروژن توليد نمي نمايند. بنابراين به دليل وجود پتانسيل هاي شيميايي مختلف براي عناصر و وجود عناصر و آلياژهاي گوناگون در يک ساختار ، سرعت خوردگي ريزساختار در مناطق مختلف ، متفاوت بوده ، اچ کردن در محلول هاي گوناگون ، نتايج متنوعي را به همراه خواهد داشت. وجود اختلاف پتانسيل در مناطق مختلف يک ساختار ، باعث ايجاد منطقه هاي کوچک آندي – کاتدي مي شود. گاهي اين سلولهاي الکتروشيميايي کوچک ناشي از اختلاف ترکيب نيستند ، بلکه از بي قاعدگي ساختار بلوري ناشي مي شوند. از جمله اين نا همگني هاي ساختاري و عدم مساوات ها مي توان به موارد زير اشاره کرد:* نا همگني هاي حاصل از تغيير شکل که داراي مقاومت به خوردگي کمتري نسبت به قسمت ها تغيير شکل نيافته هستند.* نا همواري در اثر تشکيل لايه هاي اکسيد. (نواحي صيقلي و مناطق پرداخت شده مقاومت کمتري دارند.)* افت و خيز غلظت در الکتروليت. (غلظت کمتر داراي مقاومت کمتري است.)* تفاوت در سرعت حرکت الکتروليت. (سرعت گردش بالاتر ، مقاومت خوردگي را کاهش مي دهد.)* تفاوت در ميزان اکسيژن الکتروليت. )محلول هاي گازدار مقاوم ترند.(* تفاوت در شدت تابش نور که منجر به تغير پتانسيل مي گردد.به علت وجود اختلاف پتانسيل بين ريزساختارها ، انحلال سطح با سرعت هاي مختلف صورت مي گيرد و در نتيجه تباين ، تضاد و اختلاف سطح ايجاد مي شود. ايجاد اين اختلاف ، تنها با انحلال مواد نيست ، بلکه با روشهايي چون اچ کردن رسوبي Precipitation Etching)) و رنگ آميزي حرارتي (Heat Tinting) نيز مي توان اين مهم را به انجام رساند. در اچ کردن رسوبي ، ماده ابتدا حل شده و با مقدار معين محلول اچ واکنش مي دهد تا مواد نا محلولي را تشکيل دهد. اين مواد و ترکيبات نامحلول ، به طور انتخابي بر روي سطح نمونه رسوب کرده ، رنگ هاي تداخلي يا لايه هاي ضخيم از رنگ هاي مشخصي را به وجود مي آورند. اچ کردن به روش رنگ آميزي حرارتي با اعمال شرايط معين دمايي و فشاري خاص صورت مي گيرد. در اين شيوه ، سطح بر اساس خواص گوناگون ريزساختاري با سرعت هاي مختلف اکسيد شده و رنگ هاي متنوعي اجاد مي نمايد.محدوده وسيعي از محلول هاي اچ در دسترس هستند که شامل اسيدها ، بازها ، محلول هاي خنثي ، مخلوطي از محلول ها ، نمکهاي مذاب و گازها مي باشند. اغلب اين فرمول ها به صورت تجربي بدست آمده ، ترکيب و شيوه به کارگيري هر يک مي تواند تغيير يافته يا بهبود پيدا کند. سرعت خوردگي عمدتا با درجه تجزيه محلول اچ و هدايت الکترکي آن تعيين مي گردد که هر يک از اين موارد مي تواند با افزودن مواد افزودني شيميايي تحت کنترل درآيد. دامنه زماني اچ کردن از چند ثانيه تا چند ساعت متغير است اما هيچ دستورالعمل خاصي در اين زمينه وجود ندارد. زيرا سطح نمونه و کدر شدن آن تعين کننده زمان اچ هستند. زمان و دماي اچ به هم وابسته اند. با افزايش دما ، زمان اچ کردن کاهش مي يابد. اگر چه افزايش دما توصيه نمي شود. زيرا هنگامي که سرعت خوردگي بالاست ، تباين غير منتظره اي ايجاد مي نمايد. اغلب عمليات اچ در دماي محيط صورت مي گيرد.در فرآيند اچ کردن ، خصوصا اچ شيميايي ، خطاهاي فراواني امکان بروز دارند. اين خطاها اغلب به تفسير نا درست ريزساختار منجر مي شوند. به عنوان مثال ، رسوب محلول اچ يا محلول شوينده بر روي سطح مي تواند به عنوان يک فاز اضافي تفسير شود.اچ کردن شيميايي قديمي ترين و مرسوم ترين روش کاربردي براي ايجاد تباين ميکروسکوپي و ريزساختاري است. در اين روش ، محلول اچ بدون استفاده از جريان الکتريسيته از خارج ، با سطح نمونه واکنش مي دهد.در اچ کردن الکتروشيميايي (اچ کردن الکتروليتي يا آندي) پتانسيل الکتريکي براي نمونه به وسيله يک مدار خارجي تامين مي گردد. در طي اچ کردن آندي ، يونهاي مثبت فلزي ، سطح نمونه را ترک نموده و وارد الکتروليت مي شوند و معادل اين مقدار يون مثبت ، الکترون در نمونه باقي مي ماند. انحلال ماده بدون تشکيل لايه در اين فاصله صورت مي گيرد. اگر يونهاي فلزي که از ماده خارج مي شوند با يونهاي غير فلزي الکتروليت واکنش داده و ترکيبات لاينحل تشکل دهند ، لايه هاي رسوبي ، با ضخامت هاي گوناگون بر روي سطح نمونه ايجاد خواهد شد. ضخامت اين لايه ها تابعي از ترکيب جهت ريزساختار در نزديکي مايع اچ مي باشد. تغيير ضخامت اين لايه ها رنگ هاي متنوعي ايجاد مي کند که منجر به شناسايي ساختار مي گردد. از اين نوع تغييرات در اچ الکتروليتي با عنوان آندايزينگ (Anodizing) هم ياد مي شود.پس از انجام اچ شيميايي يا الکتروشيميايي لازم است که نمونه بلافاصله در آب کاملا تميز و شسته شود تا مواد شيميايي خارج شده و از ادامه واکنش جلوگيري شود. البته در برخي روشها مانند اچ کردن براي جدايش ها به روش اوبرهوفر (Oberhoffer) توصيه شده است که نمونه پس از اچ در الکل شسته شود تا از رسوب مس بر روي سطح نمونه ممانعت به عمل آيد.پس از اينکه نمونه ها در آب شسته شدند ، مي بايست در الکل نيز شسته شده و سپس در جريان هواي گرم ، خشک گردند. استفاده از الکل بر عمل خشک کردن سرعت بخشيده و از تشکيل لکه روي نمونه جلوگيري مي کند. نمونه هاي مانت شده بايد کاملا تميز شوند تا از تاثير مخرب محلول اچ و حلال ، که از شيارها و ترک ها نفوذ مي کنند ، جلوگيري به عمل آيد. در چنين حالتي به کارگيري دستگاه تميزکننده مافوق صوت (اولتراسونيک) مفيد و مشکل گشاست. اگر نمونه داراي تخلخل هاي فراوان بود و يا اسيد به کار رفته براي اچ کردن غلظت زيادي داشت (مثلا در اچ عميق Deep Etching) ، توصيه شده است که قبل از عمليات تميز و خشک کردن ، عمل خنثي سازي صورت پذيرد. اچ فيزيکي :(Physical Etching) : در موادي که اچ شيميايي يا الکتروشيميايي نتيجه بخش نيست ، پديده هاي فزيکي را مي توان براي ظاهر ساختن ساختار به کار برد. اچ کردن فيزيکي داراي اين مزيت است که سطح نمونه را از هر گونه پسماند شيميايي عاري مي نمايد. به عنوان مثال هنگامي که اختلاف پتانسيل الکتروشيميايي بسيار زياد بين عناصر ريزساختار وجود دارد و يا وقتي که محلول اچ شيميايي لکه هاي مخرب يا باقيمانده ايجاد مي نمايد ، استفاده از اچ فيزيکي توصيه مي شود. از زمره نمونه هاي مناسب براي اچ فيزيکي مي توان به سطوح صاف ، اتصالات جوشکاري ، مواد نامتشابه ، مواد متخلخل و سراميکها اشاره نمود.در اچ کاتدي (Cathodic Etching) تحت خلا ، که تحت عنوان اچ کردن يوني (Ion Etching) هم بيان مي شود ، با بيرون آوردن انتخابي اتم ها از سطح نمونه ، تباين ساختاري ايجاد مي گردد. اين روش با استفاده از يونهايي مانند آرگون ، که در ولتاژ 1 تا 10 کيلوولت شتاب مناسبي مي گيرند ، انجام مي شود. در سرعت هاي مختلف پرتاب يون ، بر اساس جزيييات ريزساختار مانند جهات بلوري دانه ، مرز دانه و... اتم هاي مشخصي خارج مي گردند.يکي ديگر از انواع اچ فيزيکي ، اچ حرارتي (Thermal Etching) است که در ميکروسکوپ ها حالت گرم (Hot-Stage) يا دماي بالا (High-Temperature) به کار مي رود. اين روش بر اساس جدا شدن اتم ها از سطح ماده به دلل جذب انرژي بنا شده است. اين امر باعث مي شود که فازها و دانه هاي گوناگون داراي رنگ هاي متفاوتي گشته و از هم قابل تميز باشند.گاهي بر خلاف روش اچ حرارتي که از برداشتن لايه سطحي نمونه براي ايجاد تباين استفاده مي شود ، از ترسيب مواد بر روي سطح نمونه استفاده به عمل مي آيد. در اين روش موادي مانند TiO و ZnSeرا بخار نموده و تحت خلا بر روي نمونه متالوگرافي رسوب مي دهند. اين مواد که قابليت انعکاس نور بالايي دارند ، بنا به خواص متفاوت فازها و دانه هاي سطح نمونه ، در جاها گوناگون با ضخامت هاي مختلفي رسوب نموده و قابليت تشخيص ساختار در ميکروسکوپ هاي نوري را افزايش مي دهند.نگهداري نمونه :پس از پرداخت و اچ کردن نمونه ها ، لازم است که آنها احيانا براي مدت زيادي نگهداري و انبار شوند. در اين صورت مي بايست در مقابل خوردگي اتمسفري محافظت گردند. دسيکاتورها و دسيکاتورهاي کابينتي وسايل بسيار معمولي براي نگهداري نمونه ها هستند. اگر چه به کارگيري پوشش هاي پلاستيکي و يا نوارهاي سلوفاني نيز مي توانند تا مدتي نمونه ها را حفظ کنند.قابليت تکرارپذيري در اچ کردن :هر چند اچ کردن معمولي روش ساده اي است ، اما تکرار آن مشکل مي باشد. البته اين وضع در اچ کردن الکتروشيميايي نمود بيشتري دارد. در اين نوع اچ مواردي مانند تغيير در الکتروليت يا باز داشتن واکنش ها در سطح نمونه که منجر به قطبي شدن ، پتانسيل اضافي و... مي گردند ، بايد به حساب آيند.به منظور رسيدن به تکرارپذيري و دسترسي به نمونه هاي مناسب و قابل مقايسه در متالوگرافي ، در سالهاي اخير روش هاي بي شماري توسعه يافته اند. اچ کردن يوني و تبخير لايه هاي مزاحم از جمله روشهاي مذکورند.بهبود و توسعه روش هاي اچ کردن با تضاد و تباين ساختاري مناسب و قابليت تکرارپذيري بيشتر در تجزيه کمي تصاوير از اهميت ويژه اي برخوردار است. اين روش هاي مذکور براي تشخيص مثلا مقطع شکست يک ماده چند فازي مناسبند ، اما براي اختلاف هاي ريز دقت چنداني ندارند. بنابراين به طور کلي مي توان گفت حصول تباين تکرارپذير در ساختارهاي متالوگرافي ، در عمل اچ کردن ، براي بدست آوردن نتايج دقيق ضروري است. منبع : engineer2007.blogfa.com |
چدن نشكن
اين چدن بعد از جنگ جهاني دوم وارد صنعت شد و با
توجه به خواص خوب مكانيكي كه داشت كاربرد هاي مهمي در صنعت پيدا كرد و به
علت كاربرد بالاي آن و استحكام خوب آن رفته رفته جاي فولاد را گرفت .
دلايل جايگزيني چدن نشكن به جاي فولاد :
1-
در اين چدن ها عمدتا گرافيت به صورت كروي و با ضمينه پرليتي بوده و برخلاف
چدن ماليبل اين نوع چدن ها قابليت چكشخواري و انعطاف پذيري بالايي دارند .
2- در مقايسه با چدن هاي ماليبل اين نوع چدن ها نياز به سيكل عمليات
حرارتي ندارند لذا از لحاظ اقتصادي مقرورن به صرفه تر مي باشند همچنين با
اضافه كردن عناصر آلياژي در ضمن ذوب ريزي گرافيت هاي ورقه اي به گرافيت
هاي كروي تبديل مي شود . در تركيب شيميايي اين چدن ها حدود 0.03 درصد تا
0.05 درصد منيزيم وجود داشته و مقدار گوگرد موجود در اين چدن ها كمتر از
0.01 درصد مي باشد
طرز تهيه و ريخته گري اين نوع چدن ها مشابه چدنها
خاكستري مي باشد با اين تفاوت كه در فرآيند ذوب ريزي با استفاده از عناصر
آلياژي نظير منيزيم ، گرافيت ورقه اي تبديل به گرافيت كروي مي شود .
نكته
: مقدار انبساط مذاب چدن نشكن از چدن خاكستري بيشتر بوده و به همين دليل
در ريخته گري آن تغذيه هاي كوچكتري به كار مي رود و همچنين در بعضي موارد
بدون تغذيه نيز مي توان ريخته گري را انجام داد .
انواع كوره هاي جهت توليد چدن داكتيل (نشكن ):
كوره كوپل و كوره هاي شعله اي و كوره هاي الكتريكي را مي توان جهت توليد چدن نشكن استفاده كرد :
1-
كوره كوپل : در روش كوره كوپل چون نياز است كه مقدار گوگرد را كاهش دهيم و
ديگر اين كه كوره كوپل يكي از روش هايي مي باشد كه به علت استفاده از زغال
سنگ بيشترين گوگرد را در مذاب ايجاد مي نمايد لذا بايد گوگرد زدايي را قبل
از كروي كردن گرافيت ها انجام داد.
مزاياي كوره كوپل :
الف:كاهش
قيمت تمام شده ذوب و عمليات ذوب :دوبله كردن كوره كوپل : در اين روش ابتدا
مذاب تهيه شده در كوره هاي كوپل مقرون به صرفه مي باشد اما به علت بالا
بودن ميزان گوگرد يك مرحله گوگرد زدايي و يك مرحله اضافه كردن كربن در
صورت كم بودن ميزان كربن انجام مي شود سپس مذاب را داخل كوره القايي ريخته
و مذاب را از نظر تركيبات شيميايي كنترل مي كنند
مواد شارژ براي تهيه چدن نشكن در كوره هاي القايي
معمولا
موادي مانند شمش چدن – قراضه فولاد – فرو آلياژ ها – آهن اسفنجي – برگشتي
هاي چدن نشكن – در كوره هاي القايي به عنوان شارژ استفاده مي كنند .
شمش
چدن : اين شمش معمولا تفاوت هاي با شمش چدن خاكستري داشته . معمولا در
تهيه چدن خاكستري از شمش كوره بلند استفاده مي شود كه معمولا داراي گوگرد
تقريبا زيادي مي باشد . شمش چدن جهت تهيه چدن داكتيل معمولا داراي درصد
گوگرد پايين تري نسبت به شمش چدن هاي خاكستري مي باشد كه اين درصد معمولا
كمتر از 0.02 درصد مي باشد اين شمش معمولا به شكل سوزن برزيلي و سوري
كانادايي ريخته مي شود در اين شمش هاي معمولا منيزيم به عنوان عنصر تلقيحي
استفاده مي شود و درصد گوگرد را پايين در نظر مي گيرند تا از تلفات منيزيم
جلوگيري شود .
قراضه فولاد : به علت وجود گوگرد كم در توليد چدن هاي
داكتيل كاربرد اين نوع چدن ها در صنعت بين 40 تا 50 درصد مي باشد و عيب آن
بالا بودن نقطه ذوب و كربن آن مي باشد كه جهت صرفه جويي درانرژي قراضه ها
را قبل از ريخته گري پيش گرم مي كنند
آهن اسفنجي : محصول كوره هاي غير
مستقيم بوده كه از آن در صنعت بين 10 الي 15 درصد استفاده مي كنند و علت
استفاده آن كاهش قيمت تمام شده آن مي باشد . و عيب كلي آن افزايش درجه
حرارت و افزايش مصرف مواد نسوز مي باشد
برگشتي ها : اين نوع مواد در صنعت در حدود 30 درصد در شارژ كوره استفاده مي شود
فرو
آلياژ ها : عموما اين نوع مواد شامل فرو سيليكوم منيزيم و فرو سيليس مي
باشندكه در اين مواد فروسليكوم منيزيم به عنوان ماده كروي كننده استفاده
مي شود و فرو سيليسيم به عنوان ماده جوانه زا استفاده مي شود .
مزايا فرو آلياژ ها :
1- عموما از تلفات عناصر آلياژي جلوگيري مي كنند .
2- فرو سيليس باعث افزايش سياليت مذاب مي شود .و جلوگيري از تشكيل كاربيد مي شود .
3- باعث افزايش جوانه زايي مي شود .
تهيه و اماده نمودن مذاب كه شامل سه مرحله مي باشد .
1- كنترل درجه حرارت
2- كنترل تركيب شيميايي
3- اضافه نمودن مواد كروي كننده
1-
كنترل درجه حرارت : درجه حرارت بالاي مذاب باعث حذف مواد پايدار كننده
گرافيت مي شود وتاثير تلقيح را كاهش مي دهد از طرفي درجه حرارت پايين باعث
كاهش سياليت مذاب مي شود . درجه حرارت معمولا براي تهيه مذاب در چدن هاي
نشكن در حدود دامنه دمايي 1450 تا 1560 مي باشد كه انتخاب درجه حرارت
بستگي به حجم مذاب و روش كروي سازي و مقدار مواد كروي كننده دارد .
2-
كنترل تركيب شيميايي : گوگرد باعث تلفات مواد كروي كننده مي شود و از طرفي
باعث پايداري فاز كاربيد مي باشد اگر درصد گوگرد بالا باشد قبل از اضافه
كردن مواد كروي كننده گوگرد زدايي انجام مي شود در اين حالت گوگرد زدا
بايد در پاتيل بازي و توسط مواد گوگرد زدا (كاربيد كلسيم CaO2 سياناميد
كلسيم CaN2O2 –NaCH – Na2Ca5- CaO-CaCO3)مي باشد .
1- تماس مواد گوگرد زدا با مذاب بايد حداكثر ممكن باشد .
2- زمان فعل و انفعال : اگر زمان گوگرد زدايي طولاني باشد باعث ورود مجدد گوگرد از سرباره به مذاب مي شود لذا پس از گوگرد زدايي بايد سريعا عمليات سرباره گيري و پاتيل به پاتيل انجام شود .
عناصر كروي كننده : كه اين مواد شامل منيزيم، سريم و منيزيم تزريق شده به كك مي باشد . منيزيم داراي نقطه ذوب 620 درجه سانتيگراد مي باشد كه اين عنصر در درجه حرارت 1100 درجه تبخير مي شود كه در اين درجه فشار داخلي منيزيم به بيشترين حد خود مي رسد . كه پس از اضافه كردن به مذاب باعث پاشش مذاب مي شود لذا براي اضافه كردن منزيم از آلياژ ها و آميژن هاي منيزيم استفاده مي شود قابل توجه است كه منيزيم مي تواند به دو شكل استفاده مي شود.
1- منيزيم فلزي : در مواقعي استفاده مي شود كه در مواقعي استفاده مي شود كه حجم مذاب كم باشد .
اين مواد را مي توان به اشكال پودر منيزيم – شمش منيزيم و قراضه منيزيم به همراه آهن و بريكتهاي منيزيم فشرده استفاده كرد .
2- آلياژ هاي منيزيم :كه عمدتا به دو گروه تقسيم مي شوند .
الف : الياژ هاي نيكل منيزيم : نيكل به علت خاصيت پرليت زايي باعث افزايش خواص مكانيكي چدن مي شود كه تنها محدوديت استفاد ه ان در صنعت قيمت تمام شده بالاي آن مي باشد آلياژ هاي مختلف نيكل منيزيم عبارتند از آلياژ 50 درصد نيكل 30 درصد سيليسيم و 20 درصد منيزيم – 85 درصد نيكل 15 منيزيم – 70 درصد نيكل 30 منيزيم -95 نيكل 5درصد منيزيم بايد توجه داشت كه به علت آن كه نيكل داراي قيمت بالايي مي باشد معمولا به جاي نيكل از عناصر مشابه آن ( مس ) براي آلياژ سازي استفاده مي كنند .
نكته : معمولا از آلياژ نيكل منيزيم در روش هاي ساندويچي و پاتيل سرباز استفاده مي كنند .
ب- آلياژ هاي منيزيم سيلسيم آهن ( فروسيليكم منزيم ):
اين نوع آلياژ هاي در مقايسه با آلياژ هاي نيكل ارزان تر بوده همچنين سيليس موجود در اين آلياژ ها مي تواند به عنوان عنصر تلقيح در مذ اب عمل كند علاوه بر آن اين آلياژ تاثير كروي سازي شديد دارد لذا اين عنصر در صنعت بيشتر به كار مي رود و تركيب شيميايي آن 5 درصد منيزيم و 45 درصد سيلسيم و 50 درصد آهن مي باشد .
2- روش منيزيم تزريق شده در كك : اين روش كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد و علت آن گوگرد زياد موجود در كك مي باشد و اين امر باعث مي شود كه ميزان مصرف منيزيم در اين روش افزايش پيدا كند .
3- سريم : درجه حرارت تبخير اين عنصر 3000 درجه سانتيگراد بنابراين مشكلات منيزمي را در كروي سازي ندارد اما به علت آن كه عنصري كمياب مي باشد د ر صنعت كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد و عموما از آن در مواردي خاص همراه منيزيم استفاده مي كنند .
روش افزايش مو اد كروي كنند ه :
روش پاتيل سرباز : در اين روش مواد كروي كننده در كف پاتيل قرار گرفته و مذاب روي اين مواد ريخته مي شود . در اين روش چون مذاب روي منيزيم ريخته مي شود و تماس مستقيم مذاب با منيزيم برقرار مي شود لذا ميزان بازيابي منيزيم در مذاب پايين مي باشد كه ميزان بازيابي را در اين روش مي توان بين 20 تا 25 درصد تخمين زد.
نكته : در كليه روش هاي تلقيح در پاتيل بايد نسبت ارتفاع پاتيل به قطر را رعايت كرد كه اين نسبت 3 به 1 مي باشد . (H<3D)
2- روش ساندويچي : در اين روش ارتفاع 3 برابر قطر مي باشد با اين تفاوت كه در قسمت كف پاتيل محفظه اي را تعبيه كرده اند كه مواد كروي كننده در اين محفظه قرار مي گيرند سپس به وسيله پوششي از ماسه ( فروسليس- ماسه – ورق فولادي ) پوشش داده مي شود . سپس مذاب را به داخل پاتيل ريخته و در صورتي كه از پوشش ماسه اي استفاده شود ماسه را شكانده و مواد با مذاب واكنش ايجاد مي كند اما در صورتي كه از ورقه اي فولادي استفاده شود ورقه ذوب مي شود و مواد منيزيم با مذاب واكنش ايجاد مي كند و همچنين اگر با فر وسيليس انجام شود بازدهي بالا رفته و مزيت هايي در بردارد كه علاوه بر فروسيليسيم منيزيم عمل جوانه زايي نيز انجام مي شود كه ميزان بازيابي در اين روش را مي توان بين 45 تا 40 درصد تخمين زد مزيت ديگري كه اين روش به همراه دارد اين مي باشد كه به علت ريختن مذاب بر روي فروسيليس منيزيم و همچنين به علت خروج كامل اكسيژن تلفات منيزيم به شدت كاهش پيدا مي كند . همچنين به علت دانسيته پايين منيزيم و حضور آن در كف پاتيل پس از ريختن مذاب ، منيزيم به طرف بالا حركت كرده و تلقيح به طور كامل انجام مي شود .
3- روش قوطه وري :
در اين روش مواد كروي كننده داخل محفظه از جنس گرافيت جاسازي شده و هنگامي كه پاتيل از مذاب پر شده محفظه داخل پاتيل مي شو د كه ميزان بازيابي منيزيم در اين روش 50 تا 55 درصد مي باشد . كه معمولا درجه حرارت ريخته گري را در اين روش 1560 درجه در نظر گرفته همچينن افت درجه حرارت در اين روش 50 درجه سانتيگراد مي باشد .
4- روش كنورتر گردان :
در اين روش بعد از جاسازي مواد كروي كننده در داخل كنورتر، كنورتر تا حدود 90 درجه چرخانده شده تا مواد كروي كننده با مذاب تماس برقرار كنند كه ميزان بازيابي در اين روش را مي توان تا حدود 60 در صد تخمين زد .
5- روش پودر منيزيم :
در روش پودر منيزيم در داخل محفظه اي همراه با گاز خنثي از كف در داخل پاتيل تزريق مي شود
6- درون قالبي (اينمولت ):
بازيابي منيزيم در اين روش در حدود 100 درصد مي باشد كه مدت زمان بين تلقيح مذاب و تخليه مذاب در حداقل ممكن مي باشد كه هر چه اين زمان كمتر باشد كروي سازي بيشتر و يكنواخت تر مي شود در اين روش مواد كروي كننده در داخل سيستم راهگاهي قرار گرفته و ضمن عبور مذاب از داخل سيستم راهگاهي عمل كروي سازي انجام مي شود .
مزاياي روش اينمولت :
1- بالا بودن ميزان بازيابي منيزيم تا حدود 100 درصد
2- توليد قطعات با سطح مقطع نازك
3- برطرف شدن خطرات زيست محيطي
4- كاهش مراحل توليد
5- افزايش خواص مكانيكي قطعه
6- تسهيل در شرايط اتوماسيون
معايب روش اينمولت :
1- امكان ورود ناخالصي ها به محفظه قالب در صورت طراحي غلط سيستم راهگاهي
2- نياز به طراحي دقيق و درست سيستم راهگاهي كه منجر به افزايش روش توليد مي شود .
3- نياز به استفاده از آلياژ مناسب
پديده ميرايي :
هر چه فاصله زماني بين اضافه كردن مواد كروي كننده و ذوب ريزي افزايش پيدا كند ميزان تاثير اين مواد كاهش پيدا مي كند همچنين ميزان بازيابي اين مواد كاهش مي يابد .
طراحي سيستم راهگاهي :
طراحي سيستم راهگاهي براي چدن نشكن شامل دو مرحله مي باشد .
1- طراحي محفظه فعل و انفعالات . 2- طراحي راهگاه
1- طراحي محفظه فعل و انفعالات كه شامل ويژگي هايي به شرح زير مي باشد .
الف : جريان مذاب بايد به صورت يكنواخت با سطح مواد كروي كننده در تماس باشد .
ب: از حمل مواد كروي كننده به داخل محفظه قالب جلوگيري كند.
محاسبات سيستم راهگاهي :
------------------------------------------------------------------------------
A= سطح محفظه فعل و انفعالات -----------------------------------------------------
t= زمان ذوب ريزي
w= وزن يك قطعه + وزن سيستم راهگاهي به ازاي يك قطعه + وزن تغذيه به ازاي يك قطعه
T= حداقل ضخامت يك قطعه -------------------------------------------------------
m= وزن مذاب
=دانسيته مواد كروي كننده v= حجم مواد كروي كننده ------------------------------
H= ارتفاع محفظه قالب ------------------------------------------------------------
h =ارتفاع مواد كروي كننده -------------------------------------------------------
t= زمان باريزي
H= ارتفاع موثر -----------------------------------------------------------------
P= ارتفاع قطعه در درجه بالا
ZC= ارتفاع كل قطعه -------------------------------------------------------------
فاكتورهاي موثر در انتخاب روش كروي كننده:
1- اگر حجم طولي زياد باشد از روش مخصوص براي كروي كردن استفاده مي شود .
2- درجه حرارت توليد اگر زياد باشد از روشهايي استفاده مي شود كه داراي حداقل دما باشد.
3- قيمت تمام شده
4- شرايط زيست محيطي: روش هايي مانند اينمول حداقل آسيب هاي زيست محيطي را دارد
5- مواد شارژ : اگر مواد شارژ داراي ميزان گوگرد بيشتري باشند بايد از روش هايي استفاده شود كه كروي سازي راحت تر انجام شود.
6- محدوديتهاي فيزيكي
7- مدت زمان ريخته گري
تلقيح مذاب چدن داكتيل:
مواد تلقيحي در چدن داكتيل باعث افزايش تعداد هسته ها در واحد سطح شده و لذا توزيع گرافيت كروي را بيشتر و يكنواخت تر مي كند كه نسبتا خواص مكانيكي افزايش پيدا مي كند.
مواد تلقيحي در چدن داكتيل:
اين مواد شامل فروسليس – گرافيت- آلومينيوم- زيركنيم مي باشد.
نكته: در روش اينمولت كمتر عمليات تلقيح انجام مي شود.
به طور كلي تلقيح در چدن داكتيل مهم تر از چدن خاكستري است زيرا در چدن داكتيل گرافيت كروي بوده اما گرافيت در چدن خاكستري گرافيت ورقه اي مي باشد به همين دليل سرعت ورود مواد تلقيحي در چدن داكتيل كمتر از چدن خاكستري است به همين دليل نياز به هسته هاي بيشتري در تلقيح داكتيل است.
روش هاي تلقيح:
1- تلقيح در جريان ذوب ريزي
2- قرار دادن مواد تلقيحي روي سطح قالب و انجام سيستم ارتعاشي
كنترل خط توليد چدن نشكن:
1- كنترل مواد شارژ كوره
2- كنترل عمليات افزايش منيزيم و كنترل تلقيح و كروي سازي و جوانه زايي
3- كنترل تاثير گذشت زمان
4- كنترل ساختار متالوگرافي
5- كنترل خواص متالوگرافي
1- كنترل مواد شارژ كوره :
شامل :
1) حذف مواد غير آهني از مواد شارژ
2) حذف قطعات ياتاقان كه اين قطعات به دليل به همراه داشتن سرب باعث پوك شدن گرافيتها در چدن داكتيل مي شود.
3) حذف قطعات سربي و يا سرب اندود شده و يا گالوانيزه شده
4) كنترل خشك بودن مواد شارژ و چرب نبودن اين مواد ( اين امر به دليل جلوگيري از ايجاد تلاطم در مذاب و كاهش تلفات آن مي باشد)
5) خشك بودن پوشش كوره
6) جدا كردن قطعات زنگ زده يا اكسيد شده كه باعث افزايش انحلال اكسيژن شده و اين امر باعث افزايش تلفات منيزيم مي شود كه براي رفع اكسيد ها و چربي ها مواد شارژ را قبل از ذوب 300 تا 400درجه پيشگرم مي كنند
2- كنترل عمليات افزايش منيزيم و عمليات جوانه زايي
1) كنترل تركيب شيميايي گوگرد و عناصر مضر (در اين مرحله بايد حداقل باشد معمولا براي كنترل تركيب شيميايي از دستگاه هايي نظير كوانتومتر –اكسترومتري – اكستروفوتومتري و اتميك ابزوروشين و اشترلاين استفاده مي شود كه امروزه عموما از كوانتومتر در صنعت استفاده مي شود
2) كنترل درجه حرارت : درجه حرارت افزايش منيزيم 1380 تا 1450 درجه است براي كنترل درجه حرارت نيز مي توان از انواع ترموكوپل ها و پيرومتر ها استفاده كرد
نكته: پيرومتر:دستگاهي است كه با استفاده از آن اشعه مي تواند بدون تماس با مذاب اعلام دما كند . كه از طريق رنگ آلياژ درجه حرارت را تعيين مي كند
3) بازيابي مواد منيزيم دار :
منيزيمي كه به مذاب اضافه مي شود عموما به چهار طريق استفاده مي شود
1- اكسيد مي شود
2- بخار مي شود
3- سولفيد مي شود
4- و باقي مانده منيزيم (ريوان شده ) باعث كروي شدن گرافيت ها مي شود كه مقدار منيزيمي كه توسط مذاب مصرف شده را منيزيم ريوان شده يا سولفيد شده مي نامند
Mg rc : درصد منيزيم ريوان شده
S a: ميزان گوگرد بعد از اضافه كردن منيزيم
S r: مقدار گوگرد قبل از اضافه كردن منيزيم
معمولا در چدن هاي نشكن چون ميزان گوگرد زير 0.2% ميباشد Mg s در صورت انجام گوگرد زدايي صفر منظور مي شود
4) انتخاب روش افزايش مواد منيزيم دار
5) كنترل شكل هندسي پاتيل كه ارتفاع پاتيل بايد 3 برابر قطر آن باشد تا از تلفات منيزيم جلوگيري شود .
4- كنترل ساختار متالوگرافي :
كه در انتهاي خط توليد نمونه اي جهت عمليات پوليش و متالوگرافي ريخته مي شود و تحت ميكروسكوپ نوري عمليات ريز ساختار انجام مي شود
5-كنترل خواص مكانيكي :
به اين جهت از آزمايشگاهي نظير سختي سنجي تست كرنش . ... استفاده مي شود كه تست كشش براي واحد هاي كوچك استفاده مي شود ولي در آزمايشگاههاي بزرگ تست سختي سنج تست براده برداري و زنگ دار بودن قطعه نيز استفاده مي شود
نكته :تست براده برداري : در چدن هاي نشكن هر چه طول براده بيشتر باشد خاصيت نشكن شدن قطعه بيشتر مي شود .
تست زنگدار بودن : كه هر چه صدا خفه تر باشد چدن نشكن تر است
مباني طراحي سيستم هاي راهگاهي درچدن نشكن :
وظايف سيستم راهگاهي :
1- انتقال مذاب از بوته به داخل محفظه قالب با حداكثرسرعت ممكن
2- حركت مذاب در داخل سيستم راهگاهي با حداقل اختشاش و تلاطم
3- ورود مذاب به داخل محفظه قالب بايد به گونه اي باشد كه سرد ترين قسمت مذاب در دورترين منطقه قالب از نظر ورود مذاب قرار بگيرد و نيز گرم ترين قسمت مذاب در داخل سيستم راهگاهي باشد
4- ابعاد سيستم راهگاهي بايد به گونه اي طراحي شود كه ضمن اين كه مذاب محفظه قالب را به صورت كامل پر مي كند حداقل ميزان برگشتي را در سيستم راهگاهي داشته باشد
عيوب ايجاد شده در طراحي غلط سيستم راهگاهي
1- وارد شدن ماسه شلاكه و ناخالصي ها به داخل محفظه قالب
2- كاهش كيفيت سطحي قطعه توليدي
3- جذب گاز در مذاب و ايجاد مك هاي گازي
4- اكسيد شدن بيش از حد مذاب
5- ايجاد حفرات انقباضي در قطعات توليدي
6- پرنشدن كامل قالب( نيامد كردن )
7- وارد شدن ذرات از پيش جامد شده به داخل محفظه قالب
براي طراحي سيستم راهگاهي از دو قانون در علم فيزيك استفاده مي شود
1- قانون بقاي انرژي(قانون برنولي) :كه رابطه برنولي از آن استخراج شده است كه بيان مي كند كه مقدار انرژي در يك سيستم بسته همواره ثابت مي باشد كه انرژي هاي موجود در اين سيستم را مي توان به طريق زير معرفي كرد
Ep=انرژي وزن مذاب مايع (انرژي پتانسيل)(mgh) انرژي وزن مايعي كه در ارتفاع از كف قرار دارد)
EK = انرژي جنبشي
h=ارتفاع بر حسب متر
P= نيروي اعمالي اتمسفر
E= انرژي جنبشي
V= سرعت حركت مذاب
V 2= سرعت حركت سيال از راهگاه خروجي
2- قانون تداوم :
اين قانون بيان مي كند كه مقدار حجم مايع در حال جريان از هر مقطع در واحد زمان ثابت است
R 1= دبي
در اين حالت اگر دبي خروجي مذاب را R2 نشان دهيم و همچنين R2را جريان ورودي مذاب به اخل قالب ناميم
A 2 سطح مقطع راهگاه بارريز
R1 دبي خروجي مذاب
R2: جريان ورودي مذاب به داخل قالب
h1: ارتفاع راهگاه بارريز
h2: ارتفاع كل سيستم راهگاهي
h3: ارتفاع ريختن مذاب تا حوضچه پاي راهگاه
A2 سطح مقطع ريختن مذاب
محاسبات سيستم راهگاهي
1- تعيين نسبت سيستم راهگاهي :
كه شامل الف : سيستم راهگاهي فشاري ب: سيستم راهگاهي غير فشاري ج: سيستم راهگاهي تركيبي مي باشد .
الف : سيستم راهگاهي فشاري : در اين سيستم بايد سطح مقطع از طرف راهگاه بارريز به سمت قطعه كاهش مي يابد و مذاب با فشار وارد محفظه قالب مي گردد .
مزايا :
1- راهگاه بلافاصله از مذاب پر مي شود
2- حجم مذاب جامد شده در سيستم راهگاهي حداقل است و باعث بالارفتن راندمان سيستم راهگاهي مي شود
3- جريان مذاب به داخل محفظه قالب يكنواخت تر وارد مي شود
معايب :
1- اين سيستم باعث ايجاد تلاطم و اختشاش در داخل سيستم راهگاهي مي شود كه اين امر موجب ايجاد مك و حفرات گازي و نيز ماسه شويي در داخل سيستم مي شود
ب:سيستم راهگاهي غير فشاري : مزيت اين نوع سيستم ايجاد حداقل تلاطم و اختشاش در مذاب است و معايب آن عبارت است از 1- غير يكنواخت بودن ورود مذاب از راهگاه هاي فرعي 2- افزايش وزن سيستم راهگاهي كه در اين نوع سيستم بايد هميشه داخل راهگاه پر از مذاب باشد
نكته : در آلياژ هاي آهني از فشاري و غير آهني از غير فشاري استفاده مي شود
اجزاي سيستم راهگاهي :
1- حوضچه بار ريز
2- راهگاه بارريز
3- حوضچه پاي راهگاه
4- كانال هاي اصلي و فرعي
5- منافض هوا دهي
1- حوضچه بارريز : براي كنترل سرعت بارريزي و كاهش فشار ورودي به داخل محفظه قالب و سيستم راهگاهي استفاده مي شود معمولا در چدن ريزي و فولاد ريزي به شكل ذوزنقه اي شكل مي باشد.
علت استفاده از اين نوع جمع آوري سرباره در سطح مذاب مي باشد و كنترل سرعت بارريزي
2- راهگاه بارريز : كه هدايت مذاب از قيف بارريز به راهگاه اصلي به عهده دارد اگر قطعه ابعاد بزرگي داشته باشد ممكن از دو يا چند راهگاه بارريز نيز به شكل همزمان استفاده مي شود و سطح مقطع اين نوع راهگاه ها معمولا مستطيل شكل مي باشد اما در بعضي موارد از سطح مقطع دايره اي نيز استفاده مي شود براي محاسبه ي نسبت راهگاه بارريز بايد قطر راهگاه ورودي و خروجي داشته باشيم .
تغذيه گذاري فشاري : اساس اين روش تغذيه گذاري بر مبناي استفاده از فشار مذاب در مرحله ي انبساط مذاب به علت رسوب گرافيت مي باشد
فاكتور هاي موثر در تغذيه گذاري فشاري:
1- مواد قالب گيري : كه بايد استحكام كافي داشته باشند تا هنگام انبساط مذاب تغيير ابعادي در محفظه قالب به وجود نيايد .
2- تغذيه گذاري فشاري براي قطعاتي استفاده مي شود كه مدول حجمي 0.4 تا 2.5 داشته باشند
موارد عملي براي طراحي تغذيه فشاري :
1- مدول بزرگترين قسمت قطعات را به دست بياوريم اگر بين 0.4تا 2.5 باشد از اين روش استفاده مي كنيم
2- تعيين مدول تغذيه قطعه :
3- به دست آوردن مدول گردن تغذيه
4- به دست آوردن حجم موثر تغديه
5- به دست آوردن ارتفاع درجه با توجه به حجم تغذيه و ارتفاع بين 1 تا 1.5 به دست مي آيد
با استفاده از نمودار ضخامتي از تغذيه كه در مجاورت مواد قالب گيري منجمد شده را به دست مي آوريم
قطر تغذيه در مرحله 5 معادله دو برابر ضخامت منجمد شده اضافه مي كنيم
تغذيه به قسمت ضخيم تر تغذيه گرم و اگر بزرگ باشد از تغذيه گرم استفاده مي كنيم .
اگر از تغذيه كور استفاده مي شود بايد تغذيه حتما با اتمسفر محيط در تماس باشد
درجه حرارت ريختن مذاب بايد مقداري باشد كه در محاسبات در نظر گرفته شده است
تغذيه گذاري با استفاده از تحليل فشار :
در اين روش باتوجه به اينكه در روش فشاري نياز به مواد قالبگيري با استحكام بالا مي باشد لذا استفاده از اين مواد باعث افزايش قيمت توليد مي گردد لذا از روش تقليل فشار استفاده مي شود در اين روش كاهش فشار انبساطي مانع از تغيير ابعاد محفظه قالب مي شود در اين روش فشار از يك مقدار ماكسيمم كه استحكام مواد قالبگيري مي باشد بالاتر نمي رود از طرفي فشار preimi نيز كمتر از انبساط مذاب در فاصله ي انجماد جهت انقباض استفاده مي شود به اين ترتيب كه با وارد شدن مذاب و پرشدن محفظه قالب و تغذيه و سرد شدن مذاب از حالت فوق ذوب سطح مذاب در داخل قطعه افت مي كند اين كاهش حجم توسط تغذيه جبران مي شود با سرد شدن بيشتر قطعه و شروع انجماد و رسوب گرافيت در حين انجماد مذاب منبسط مي شود كه اين عمل باعث برگشت مذاب به تغذيه مي شود از طرفي تغذيه مورد استفاده عموما از نوع كور يا بسته مي باشد فشار داخل محفظه قالب را در حد فاصل pminو pman نگه مي دارند تا ضمن جلوگيري از ايجاد مك هاي انقباضي باعث تغيير فرم محفظه قالب نشود
مراحل تغذيه گذاري به روش تقليل فشار :
تغيين مدول موثر قطعه : در اين روش مدول موثر قسمتي از قطعه مي باشد كه بيشترين مدول را دارد
تعيين استحكام محفظه قالب
تعيين و ارزيابي كيفيت متالوژيكي مذاب هر چه كيفيت متالوژيكي مذاب بيشتر رسوب مذاب بيشتر و فشار نيز بيشتر مي شود
به طور كلي عناصر گرافيت زا باعث افزايش كيفيت متالوژيكي مي شوند و عناصر كاربيد زا باعث كاهش كيفيت متالوژيكي مذاب مي شود استفاده از كوره هاي الكتريكي باعث افزايش كيفيت متالوژيكي مذاب مي شود و نگه داشتن مذاب دردرجه جرارت هاي بالا باعث افزايش تلفات عناصر آلياژي و كاهش كيفيت متالوژيكي مذاب مي شود مواد شارژ مورد استفاده هر چه داراي مقداري برگشتي بيشتر مي باشند افزايش كيفيت متالوژيكي مي شود
2- تلقيح چدن : تلقيح چدن نيز باعث افزايش تعداد هسته ها و جوانه ها – افزايش گرافيت زايي و لذا افزايش كيفيت متالوژيكي مي شود
3- تعيين مدول گردن تغذيه: كه مدول گردن برابر است با مدول موثر Mn=4.MS مدول تغذيه را محاسبه مي كنيم Mr=1.2Mn
محاسبه حجم تغذيه :
H=7.5Mr و كه D=5Mr
نكته : حتما قسمي از تغذيه بايد در درجه بالايي باشد و تقريبا حجم تغذيه اي كه در درجه بالا قرار مي گيرد بين 3 تا 5 برابر مي باشد .
شكل تغذيه : معمولا از تغذيه كور و بسته استفاده مي شود تا از تلفات حرارتي تا حد ممكن جلوگيري شود
شكل قسمت فوقاني نمي تواند به شكل گنبدي باشد شكل فوقاني تغذيه بايد داراي زائده اي به جهت كنترل حرارت در تغذيه باشد
روش سوم : ا ستفاده از تغذيه : در مورد قطعاتي استفاده مي شود كه مدول آن ها بيشتر از 25 باشد مدول قطعه در اين روش بالا بوده و كيفيت متالوژيكي بالا مي باشد و درجه حرارت ذوب ريزي كمتر از 1400 درجه سانتيگراد مي باشد و سرعت بارريزي بالا مي باشد
نكته:درجه حرارت مدول قطعه را كمتر از 1400 مي گيرند چون دراين روش انبساط ناشي از مذاب كار تغذيه را انجام مي دهد و چون مدول زياد مي باشد انتقال حرارت كم بوده و رسوب دهي زياد مي شود .
گلوگاه راهگاه فرعي در اين روش بدون تغذيه راهگاه فرعي و گلوگاه آن طوري طراحي مي شود كه مذاب به محض وارد شدن به سيستم راهگاهي و پركردن سيستم قالب منجمد شود تا مذاب برگشت نكند در اين حالت طول و عرض راهگاه 4 برابر ضخامت مي باشد
1- هیدروژن :
که از اتمسفر محیط و رطوبت موجود در محفظه قالب وارد مذاب می شود . و باعث ایجاد مک و حفرات گازی در درون قطعه می گردد . و با افزایش درصد الومینیم در مذاب چدن میزان جذب هیدروژن افزایش پیدا می کند .
هیدروژن باعث تشدید تشکیل کاربید شده و عمق سفیدی را در چدن افزایش می دهد که این عمق باعث می شود که مقاومت به ضربه چدن کاهش پیدا کرده و هزینه تراشکاری افزایش پیدا کند . که برای از بین بردن سفیدی در چدن ها می توان با تلقیح مناسب و یا جلوگیری از عوامل کاربیدی این عمق را کاهش داد .
نکته : بهترین شرایط در چدن خاکستری شرایطی است که عمق سفیدی کاهش پیدا کند .
نکته : گوگرد یک عامل کاربید زا بوده و شدیدا عمق سفیدی را افزایش می دهد و حتی در بعضی موارد باعث سفیدی معکوس می شود و معمولا وجود هیدروژن باعث ایجاد حفره های سوزنی در سطح قطعه و نواحی زیر سطحی قطعه می شود .
نکته : سفیدی معکوس به این معناست که به جای آن که لایه های سفیدی در سطح قطعه تشکیل شوند در مرکز قطعه تشکیل شده که این امر در چدن ها به ندرت پیش می آید .
2- ازت ( نیتروژن ):
این عنصر از اتمسفر محیط وارد قطعه شده و در میزان کم باعث فشرده شدن گرافیت می شود و همچنین باعث افزایش خواص مکانیکی و مقاومت به ضربه می شود اما در مقادیر زیاد باعث تشکیل حفرات گازی می شود که این عامل باعث افزایش عیوب شکافی و حفرات سوزنی شده و نتیجتا باعث کاهش خواص مکانیکی می شود برای کاهش خواص ازت می توان با افزودن تیتانیم به مذاب خود تاثیرات آن را خنثی و یا کم کنیم و همچنین آلومینیم نیز تاثیر نیتروژن را کاهش می دهد اما به علت آن که میزان انحلال هیدروژن را افزایش می دهد در مذاب کمتر استفاده می شود .
نکته : میزان ازت موجود در مذاب اگر از 85 0/0% بیشتر شود برای مذاب و قطعه مضر می باشد که معمولا میزان ازت را در مذاب چدن 004/0% الی 015/0% در نظر می گیرند
3- آلومینیم:
این عنصر که از طریق قراضه های فولادی وارد مذاب می شود باعث افزایش قابلیت انحلال هیدروژن در مذاب شده که افزایش هیدروژن نیز باعث افزایش مک و حفرات در سطح قطعه می شود منشا آلومینیم در مذاب می تواند فولاد های مصرفی در تهیه مذاب و یا شارژ و همچنین قراضه های فولادی باشد و همچنین عناصر تلقیحی مانند فروسیلیس تا حدود یک درصد آلومینیم در خود دارند
نکته : میزان آلومینیم بیش از 004/0% در مذاب چدن مضر می باشد .
نکته : فرو سیلیس در چدن ها باعث کاهش نقطه ذوب می شود
4- سرب (Pb):
این عنصر مضر بوده و مخرب گرافیت می باشد و همچنین باعث پوک شدن گرافیت های موجود در مذاب چدن می شود این عنصر از طریق رنگ هایی که روی سطح قراضه ها وجود دارد و همچنین قراضه های فولادی و قراضه های اتومبیل وارد مذاب چدن می شود و در چدن ها باعث کاهش شدید مقاومت به ضربه می شود
5- گوگرد (S) :
این عنصر کاربید زای بسیار قوی ای می باشد که اثر خود را در چدن های خاکستری با منگنز خنثی می کند
فرمول میزان منگنز مصرفی : Mn=1/7% S+ 0/3
منشا وجود گوگرد در چدن ها سوخت های فسیلی می باشد که از جمله آن ها می توان به ترتیب اولویت عوامل زیر موثر می باشد .
زغال سنگ ، کک ، گاز و سوخت های مایع فسیلی
نکته : گوگرد با منگنز تولید سولفید منگنز می نماید
6- سیلیسیم : (Si)
این عنصر پس از کربن یکی از قوی ترین عناصر گرافیت زا محسوب می شود و بیشترین حد سیلیسیم در مذاب خاکستری حد اکثر 3 در صد می باشد که با آهن تشکیل Fe3Si
Fe3C+Si----Fe3Si+C
که کربن در مذاب رسوب می کند
7- نیکل : (Ni)
این عنصر گرافیت زا بوده و تاثیر آن در مذاب چدن نصف سیلیسیم می باشد نیکل باعث افزایش استحکام ، سختی و خواص مکانیکی می شود و همچنین باعث افزایش وزن مخصوص چدن می شود که یک عامل پرلیت زا می باشد که باعث ایجاد پرلیت ریز درچدن خاکستری می باشد نیکل معمولا با عنصر کرم استفاده می شود
8- مس (Cu) :
مس مانند نیکل جزو عناصر گرافیت زا بوده و باعث به وجود آمدن پرلیت ریز در چدن می شود و تاثیر آن یک /پنجم تاثیر سیلیسیم می باشد
9- کرم
این عنصر کاربید زا قوی محسوب می شود که در چدن ها باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش آن ها می شود که در مذاب چدن در مقادیر حدود 1 تا 5/1 درصد با نیکل استفاده می شود
10- مولیبدن :
مولیبدن باعث کاهش سرعت تبدیل آستنیت به پرلیت می شود لذا باعث ریز شدن اندازه پرلیت ها می شو و همچنین باعث افزایش استحکام چدن می شود
11- برم (Br) - بیسموت و تلریم (Te) :
هر سه عنصر کاربید زا بوده و باعث به وجود آمدن گرافیت های نوع دی می شود و همچنین با افزایش مواد تلقیحی جوانه زا و سدیم تاثیر آن ها کاهش پیدا می کند .
نکته : میزان مجاز برم درمذاب چدن 01/0 درصد تا 05/0 درصد می باشد و میزان مجاز بیسموت در مذاب چدن حداکثر یک درصد و میزان مجاز تلریم در مذاب چدن حداکثر 005/0 درصد می باشد .
12- قلع :
این عنصر مشابه مس بوده و پرلیت زا می باشد و همچنین باعث ایجاد پرلیت ریز می شود .

اغلب در حين بررسي نتايج آزمايش آناليز فولادها به وجود عناصري برمي خوريم که اطلاع از چگونگي تاثير عناصر فوق ساختار فولادها از جمله الزامات دانش فني مهندسين مي باشد لذا با استفاده ازمقدمه کتاب کليد فولاد(نويسنده:C.W.Wegst) سعي در معرفي ابتدايي برخي عناصر موجود در ساختار فولادها شده است.
کربن
کربن مهمترين و موثرترين عنصر آلياژي در فولادها مي باشد و بالاترين تاثير را در ساختار آن دارد.هر فولاد آلياژ شده علاوه بر کربن عناصر آلياژي ديگري نظير سيليسيم – منگنز-فسفر و گوگرد را به همراه خواهد داشت بطوريکه اين عناصر به شکلي ناخواسته به هنگام فرايند توليد در فولاد باقي خواهند ماند.اضافه کردن عناصر آلياژي براي بدست آوردن نتايج مشخص و منحصر بفرد و افزايش کنترل شده منگنز و سيليسيم در فولاد , فولاد آلياژي را بوجود خواهد آورد. با افزايش ميزان کربن استحکام . سختي پذيري فولاد فولاد بيشتر ميشود اما چکش خواري و قابليت جوشکاري و ماشينکاري (با استفاده از ماشينهاي برش) کاهش
مي يابد.اين عنصر عملا هيچ تاثيري بر مقاومت خوردگي در آب, اسيد و گازهاي گرم ندارد.
کلسيم
در ترکيب با سيليسيم به شکل سيليسيم –کلسيم در رکسيژن زدايي فولادها به کار مي رود.کلسيم, مقاومت در برابر پوسته شدن مواد هادي حرارت را افزايش مي دهد.
سديم
اين عنصر يک اکسيژن زداي مسلم و نيرومند است و گوگرد زدايي را نیز سرعت و شتاب می دهد.به همین دلیل یک عنصر پالایشی در فولادها محسوب می گردد. وجود این عنصر در فولادهای پرآلیاژ باعث گستردگی دامنه فرآیند شکل گیری گرم می شود.همچنین مقاومت فولادهای نسوز را در برابر پوسته شدن بهبود می بخشد.آلیاژهای آهن-سدیم با مقادیر تقریبی 70% سدیم دارای خواص آتش دهندگی(مانند سنگ چخماق) هستند و در تولید چدنهایی با گرافیت کروی مورد استفاذه قرار می گیرد.
کبالت
کبالت هیچ کاربیدی را تشکیل نمی دهد. در دمای بالا از رشد دانه ها جلوگیری می کند.مقاومت در برابر تنشهای ناشی از بازپخت را افزایش می دهد و موجب بهبود استحکام مکانیکی فولاد در برابر دمای بالا می شود.لذا به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولادهای ابزاری گرم کار,فولادهای مقاوم در برابر خزش و فولادهای دیرگداز به کار می رود.وجود کبالت شکل گیری گرافیت کروی را تسریع می کند.در کمیتها و مقادیر بالا, پایداری مغناطیسی,نیروی مغناطیس زدایی و هدایت حرارتی را افزایش می دهد.لذا به عنوان یک عنصر پایه در آلیاژها و فولادهای مغناطیسی دایم مرغوب به کار می رود. این عنصر تحت تاثیر تابش نوترونی, رادیوایزوتوپ 60 کبالت را شکل می دهد. به همین دلیل برای فولادهایی که در راکتورهای اتمی بکار برده میشوند مناسب نمی باشد.
کرم
وجود عنصر فوق باعث سختی پذیری فولاد در هوا و روغن می باشد. کرم با کاهش سرعت خنک سازی بحرانی, به وسیله شکل دادن ساختار مارتنزیتی, قابلیت سخت کاری را افزایش می دهد.بنابراین سبب بهبود حساسیتهای سخت کاری و بازپخت می شود.اما در هر صورت چقرمگی کاهش می یابد.و از انعطاف پذیری یا شکل پذیری فولاد به مقدار کمی کاسته می گردد با افزایش کرم در فولادهای ساده کرم دارجوش پذیری کاهش می یابد.با اضافه نمودن هر واحد 1% کرم به عنوان یک عنصر کاربید سازاستحکام کششی فولاد به میزان 100_80نیوتن بر میلیمتر مربع افزایش می یابد.کرم به عنوان یک عنصر کاربید ساز بکار برده می شود.کاربیدهای این عنصر کیفین نگهداری لبه ها و مقاومت سایشی را افزایش می دهد. کرم موجب مقاومت فولاد در دماهای بالا می شود و در برابر هیدروژن تحت فشارخواص مواد را افزایش می دهد.با افزایش کرم مقاومت در برابر پوسته شدن فولادها نیز بهبود می یابد.به طور تقریب حداقل 13% کرم مورد نیاز است تا مقاومت خوردگی فولادها نیز بهبود یابد.این مقدار کرم باید در قابل فلزی حل شود.این عنصر موجب محدودین دامنه فاز گاما می شود و باالعکس ئامنه فاز فریتی را افزایش می دهد.همچنین باعث پایداری آستنیت در فولادهای آستنیتی کرم-منگنزیا کرم-نیکل شده و سبب کاهش هدایت الکتریکی و حرارتی می شود و انبساط حرارتی را نیز کاهش می دهد.(آلیاژهایی برای آببندی شیشه)با افزایش همزمان میزان کربن و کرم تا میزان 3% پایداری مغناطیسی و شدت نیروهای پسماند زدا افزایش می یابد.
مس
مس بعنوان یک فلز آلیاژی به تعداد بسیار کمی از فولادها اضافه می شود.زیرا این فلز به زیرلایه های سطحی فولاد تمرکز یافته و در فرآیند شکل دهی گرم با نفوذبه مرز دانه ها ,حساسیت سطحی را در فولادها بوجود می آورد.لذا به عنوان یک فلز مخرب در فولادها محسوب می گردد.به واسطه حضور مس نقطه تسلیم و نسبت نقطه تسلیم به استحکام نهایی افزایش می یابد.این عنصر در مقادیر بالای 30%موجب سختی رسوبی میشود و بدین ترتیب سختی پذیری نیزبهبود می یابد.اما قابلیت جوشکاری به واسطه حضور مس تغییری نمی کند.در فولادهای آلیاژی ساده و پرآلیاژ مقاومت جوی به میزان کافی بهبود می یابد.مقادیر بالاتر از 1% مس موجب بهبود مقاومت در برابر واکنشهای اسید کلریدریک و اسید سولفوریک می شود.
هیدروژن
هیدروژن یک عنصر مخرب در فولاد تلقی می گردد. زیرا بدون آنکه نقطه تسلیم و استخکام کششی فولاد را افزایش دهد,موجب تردی و شکنندگی فولاد می گردد.انعطاف پذیری را کم کرده و باعث کاهش سطح مقطع می باشد. هیدروژن سبب پوسته شدن ناخواسته سطح فولاد میگردد و ایجاد خطوط رنگین ناشی از ترکیبات را شتاب می دهد.هیدروژن اتمی ایجاد شده ,در خلال فرایند اکسیژن زدایی در فولاد نفوذ کرده و حفره هایی را تشکیل می دهد(مک)که در فرآیند جوشکاری(پروزیتی) نام دارد.هیدروژن مرطوب در دمای بالا باعث کربن زدایی فولاد می باشد.
منیزیم
این عنصر موجب تشکیل گرافیت کروی در چدن می باشد.
منگنز
منگنز یک اکسیژن زداست.این عنصر با گوگرد ترکیب شده و تشکیل سولفید منگنز می دهد.بر همین اساس اثرات نامطلوب اکسید آهن را از بین می برد.وجود این عنصر در فولادهای خوش تراش بسیار مهم است.زیرا خط قرمز شکنندگی را کاهش می دهد.منگنز سرعت خنک شدن بخرانی را نیز به شدت کم می کند به همین دلیل سختی پذیری و نقطه تسلیم و استحکام نهایی را افزایش می دهد.با اضافه نمودن منگنز تاثیرات مطلوبی در قابلیتهای آهنگری و جوشکاری فولاد بوجود می آید و بطور قابل ملاحظه ای عمق سختی فولادها را بیشتر می کند.اگر سطح این نوع فولادها در معرض تنشهای ضربه ای قرار گیرد به مقدار بسیار زیادی کارسخت حواهد شد در حالیکه مغز فولاد چقرمگی اولیه خود را حفظ میکند لذا این گروه از فولادها تحت تاثیر نیروهای ضربه ای(کارسختی) مقاومت سایشی مطلوبی از خود نشان می دهند.با افزایش منگنز ضریب انبساط حرارتی افزایش یافته در حالیکه هدایت الکتریکی کاهش می یابد. منگنز باعث افزایش خاصیت فنری می شود.
مولیبدن
این عنصر به طور معمول با عناصر دیگر آلیاژ می شود.در فولاد کرم-نیکل دار و فولاد منگنز دار سبب ریز دانه سازی می شود.و باعث بهبود قابلین جوشکاری می شود و نقطه تسلیم و استحکام نهایی را بالا می برد. با ازدیاد درصد مولیبدن جوش پذیری کاهش می یابد.و سازنده مسلم فاز کاربید است و در فولادهای تند بر خواص برشکاری را بهبود می بخشد.مقاومت خوردگی را بالا می برد.
نیتروژن
این عنصر به دو صورت ظهور می کند
1-بصورت یک عنصر مخرب که به دلیل کاهش چقرمگی در خلال فرآیند ته نشینی رسوبی است که موجب ایجاد حساسیت در برابر پیری و شکنندگی آبی(تغییر شکا در درجه خرارت آبی300-350 درجه سانتیگراد) می شود و امکان ایجاد تنش در ترکهای درون بلوری فولادهای غیرآلیاژی و کم آلیاژ را فراهم می سازد.
2-بصورت عنصری آلیاژی دامنه فاز گاما را افزایش می دهد و ساختار آستنیتی را استحکام می بخشد در فولادهای آستنیتی استحکام را افزایش می دهد و باعث افزایش نقطه تسلیم و خواص مکانیکی در گرما می شود.
آلومینیوم
یکی از قویترین اکسیژن زداها و نیتروژن زداهاست.و بر اساس نتیج بدست آمده تاثیر بسیار زیادی برای مقابله با کرنشهای ناشی از پیری دارد.در ترکیب با نیتروژن تشکیل نیترور سخت می دهد که باعث افزایش مقاومت در برابر پوسته ای شدن می شود به همین دلیل به عنوان عنصری آلیاژس برای مقاومت حرارتی فولادها بکار می رود.
ارسنیک
دامنه فاز گاما را محدود میکند لذا عنصری مخرب شناخته می شود زیرا مانند فسفر میل شدیدی به جداسازی ریزدانه های عناصر مختلف دارد. شکنندگی ناشی از بازپخت را افزایش داده و باعث کاهش شدید چقرمگی و قابلیت جوشکاری میگردد.
از ادامه معرفی عناصر دیگر مانند بور,بریلیم,تانتالیم,کلومبیوم,آنتیموان,سلنیم,سیلسیم,نیکل,اکسیژن,فسفر,تنگستن,قلع,تیتانیم بدلیل خارج بودن از حوصله صرفنظر شده است.
چدن های معمولی (عمومی)
این چدن ها چزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و براساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم میشوند:
•چدن های خاکستری ورقه ای یا لایه ای: چدن های خاکستری جزو مهمترین چدن های مهندسی هستند که کاربردی زیاد دارند نام این چدن ها از خصوصیات رنگ خاکستری سطح مقطع شکست آن و شکل گرافیت مشتق میشود.خواص چدن های خاکستری به اندازه ، مقدار و نحوه توزیع گرافیتها و ساختار زمینه بستگی دارد. خود اینها نیز به کربن و سیلیسیم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنین روی مقادیر جزئی عناصر ، افزودنیهای آلیاژی ، متغیرهای فرایندی مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زنی و سرعت خنک شدن بستگی پیدا میکنند. اما به طور کلی این چدن ها ضریب هدایت گرمایی بالایی داشته، مدول الاستیستیه و قابلیت تحمل شوکهای حرارتی کمی دارند و قطعات تولیدی از این چدن ها به سهولت ماشینکاری و سطح تمام شده ماشینکاری آنها نیز مقاوم در برابر سایش از نوع لغزشی است. این خواص آنها را برای ریختگی هایی که در معرض تنشهای حرارتی محلی با تکرار تنشها هستند، مناسب میسازد. افزایش میزان فریت در ساختار باعث استحکام مکانیکی خواهد شد. این نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدنی بدنه موتورها مشاهده می شود دیواره نازک و لاغر سیلندر دارای زمینهای فریتی و قسمت ضخیم نشیمنگاه یا تاقانها زمینهای با پرلیت زیاد را پیدا میکند. همچنین در ساخت ماشین آلات عمومی ، کمپرسورهای سبک و سنگین ، قالبها ، میل لنگها ، شیر فلکههاو اتصالات لولهها و غیره از چدنهای خاکستری استفاده میشود.
•چدن های مالیبل یا چکش خوار: چدن های چکش خوار با دیگر چدن ها به واسطه ریخته گری آنها نخست به صورت چدن سفید فرق میکنند. ساختار آنها مرکب از کاربیدهای شبه پایدار در یک زمینهای پرلیتی است بازپخت در دمای بالا که توسط عملیات حرارتی مناسب دنبال میشود باعث تولید ساختاری نهایی از توده متراکم خوشههای گرافیت در زمینه فریتی یا پرلیتی بسته به ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی میشود. ترکیب به کار برده شده براساس نیازهای اقتصادی ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان تولید ریختهگری انتخاب میشود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عملیات حرارتی خوب و سریعی با سیلکی کوتاه میشود و در ضمن مقاومت مکانیکی را نیز اصلاح مینماید. تاثیر عناصر به مقدار بسیار کم در این چدن ها دست آورد دیگری در این زمینه هستند. Te و Bi تشکیل چدن سفید در حالت انجماد را ترقی داده، B و Al موجب اصلاح قابلیت بازپخت و توام با افزایش تعداد خوشههای گرافیت میشود میزان Mn موجود و نسبت Mn/S برای آسان کردن عمل بازپخت میبایستی کنترل گردد. عناصری از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است برای بدست آوردن مقاومت بالاتر یا افزایش مقاومت به سایش و خوردگی به چدن افزود. دلیل اساسی برای انتخاب چدن های چکش خوار قیمت تمام شده پایین و ماشینکاری راحت و ساده آنهاست. کاربردهای آنها در قطعات اتومبیل قطعات کشاورزی ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتریکی و قطعات مورد استفاده در صنایع معدنی است.
•چدن های گرافیت کروی یا نشکن: این چدن در سال 1948 در فیلادلفیای آمریکا در کنگره جامعه ریخته گران معرفی شد. توسعه سریع آن در طی دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طی سال های 1960 روبه افزایش نهاده و تولید آن با وجود افت در تولید چدن ها پایین نیامده است. شاخصی از ترکیب شیمیایی این چدن به صورت کربن 3.7% ، سیلیسیم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منیزیم 0.04% است. وجود منیزیم این چدن را از چدن خاکستری متمایز میسازد. برای تولید چدن گرافیت کروی از منیزیم و سریم استفاده میشود که از نظر اقتصادی منیزیم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازیابی بهتر منیزیم برخی از اضافه شوندههایی از عناصر دیگر با آن آلیاژ میشوند و این باعث کاهش مصرف منیزیم و تعدیل کننده آن است. منیزیم ، اکسیژن و گوگرد زدا است. نتیجتا منیزیم وقتی خواهد توانست شکل گرافیتها را به سمت کروی شدن هدایت کند که میزان اکسیژن و گوگرد کم باشند. اکسیژنزداهایی مثل کربن و سیلیسیم موجود در چدن مایع این اطمینان را میدهند که باعث کاهش اکسیژن شوند ولی فرآیند گوگردزدایی اغلب برای پایین آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهای این چدن ها در خودروسازی و صنایع وابسته به آن مثلا در تولید مفصلهای فرمان و دیسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت های بالا مثل شیر فلکهها و اتصالات برای طرحهای بخار و شیمیایی غلتکهای خشککن نورد کاغذ ، در تجهیزات الکتریکی کشتیها ، بدنه موتور ، پمپها و غیره است.
•چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل: این چدن شبیه خاکستری است با این تفاوت که شکل گرافیتها به صورت کروی کاذب ، گرافیت تکهای با درجه بالا و از نظر جنس در ردیف نیمه نشکن قرار دارد. میتوان گفت یک نوع چدنی با گرافیت کروی است که کرههای گرافیت کامل نشدهاند یا یک نوع چدن گرافیت لایهای است که نوک گرافیت گرد شده و به صورت کرمی شکل درآمدهاند. ایت چدن ها اخیرا از نظر تجارتی جای خود را در محدوده خواص مکانیکی بین چدن های نشکن و خاکستری باز کرده است.
ترکیب آلیاژ موجود تجارتی که برای تولید چدن گرافیت 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 بقیه Fe. چدن گرافیت فشرده در مقایسه با چدن خاکستری از مقاومت به کشش ، صلبیت و انعطافپذیری ، عمر خستگی ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دمای بالا و برتری بازمینهای یکسان برخوردار است و از نظر قابلیت ماشینکاری ، هدایت حرارتی نسبت به چدن های کروی بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگی برتر از سایر چدن ها است. در هر حال ترکیبی از خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب ، این چدن ها را به عنوان انتخاب ایده آلی جهت موارد استعمال گوناگون مطرح میسازد. مقاومت بالا در مقابل ترکخوردگی آنها را برای قالبهای شمشریزی مناسب میسازد. نشان دادن خصوصیاتی مطلوب در دماهای بالا در این چدن ها باعث کاربرد آنها برای قطعاتی از جمله سر سیلندرها ، منیفلدهای دود ، دیسکهای ترمز ، دیسکها و رینگهای پیستون شده است.
چدن های سفید و آلیاژی مخصوص
کربن چدن سفید به صورت بلور سمانتیت (کربید آهن ، Fe3C) میباشد که از سرد کردن سریع مذاب حاصل میشود و این چدن ها به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیتدار تقسیم میشوند و به صورتهای مقاوم به خوردگی ، دمای بالا، سایش و فرسایش میباشند.
•چدن های بدون گرافیت: شامل سه نوع زیر می باشد:
oچدن سفید پرلیتی: ساختار این چدنها از کاربیدهای یکنواخت برجسته و توپر M3C در یک زمینه پرلیتی تشکیل شده است. این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولی بینهایت شکننده هستند لذا توسط آلیاژهای پرطاقت دیگری از چدن های سفید آلیاژی جایگزین گشتهاند.
oچدن سفید مارتنزیتی (نیکل- سخت): نخستین چدن های آلیاژی که توسعه یافتند آلیاژهای نیکل- سخت بودند. این آلیاژها به طور نسبی قیمت تمام شده کمتری داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهیه شده و چدن های سفید مارتنزیتی دارای نیکل هستند. Ni به عنوان افزایش قابلیت سختی پذیری برای اطمینان از استحاله آستنیتی به مارتنزیتی در طی مرحله عملیات حرارتی به آن افزوده میشود. این جدن ها حاوی Cr نیز به دلیل افزایش سختی کاربید یوتکتیک هستند. این چدنها دارای یک ساختار یوتکتیکی تقریبا نیمه منظمی با کاربیدهای یکنواخت برجسته و یکپاره M3C هستند که بیشترین فاز را در یوتکتیک دارند و این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند.
چدن سفید پرکرم: چدن های سفید با Cr زیاد ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی ، حرارت و سایش را دارا هستند این چدنها مقاومت عالی به رشد و اکسیداسیون در دمای بالا داشته و از نظر قیمت نیز از فولادهای ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهایی که در معرض ضربه و یا بازهای اعمالی زیادی نیستند به کار برده میشوند این چدنها در سه طبقه زیر قرار میگیرند:
1.چدنهای مارتنزیتی با Cr %12-28
2.چدنهای فریتی با 34-30% Cr
3.چدنهای آستنیتی با 30-15%Cr و 15-10% Niبرای پایداری زمینه آستنیتی در دمای پایین.
طبقه بندی این چدنها براساس دمای کار ، عمر کارکرد در تنش های اعمالی و عوامل اقتصادی است. کاربرد این چدنها در لولههای رکوپراتو ، میله ، سینی ، جعبه در کورههای زینتر و قطعات مختلف کورهها، قالبهای ساخت بطری شیشه و کاسه نمدهای فلکهها است.
•چدن های گرافیت دار:
oچدن های آستنیتی: شامل دو نوع (نیکل- مقاوم) و نیکروسیلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر حرارت و خوردگی را دارا هستند. اگرچه چدن های غیر آلیاژی به طور کلی مقاوم به خوردگی بویژه در محیط های قلیایی هستند، این چدنها به صورت برجستهای مقاوم به خوردگی در محیط هایی مناسب و مختص خودشان هستند. چدن های نیکل مقاوم آستنیتی با گرافیت لایهای که اخیرا عرضه شدهاند از خواص مکانیکی برتری برخوردار بوده ولی خیلی گران هستند. غلظت نیکل و کرم در آنها بسته به طبیعت محیط خورنده شان تغییر میکند. مهمترین کاربردها شامل پمپهای دندهای حمل اسید سولفوریک، پمپ خلا و شیرهایی که در آب دریا مصرف میشوند، قطعات مورد استفاده در سیستمهای بخار و جابهجایی محلولهای آمونیاکی، سود و نیز برای پمپاژ و جابجایی نفت خام اسیدی در صنایع نفت هستند.
oچدن های فریتی: شامل دو نوع زیر میباشد: چدن سفید 5% سیلیسیم در سیلال که مقاوم در برابر حرارت میباشد و نوع دیگر چدن پرسیلیسیم (15%) که از مقاومتی عالی به خوردگی در محیطهای اسیدی مثل اسید نیتریک و سولفوریک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن های نیکل- مقاوم ، عیب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگزنی میتوان ماشینکاری نمود. مقاومت به خوردگی آنها در برابر اسیدهای هیدروکلریک و هیدروفلوریک ضعیف است. جهت مقاوم سازی به خوردگی در اسید هیدروکلریک میتوان با افزودن Si تا 18-16% ، افزودن Cr%5-3 یا Mo %4-3 به آلیاژ پایه ، اقدام نمود.
oچدن های سوزنی: در این چدنها Al به طور متناسبی جانشین Si در غلظت های کم میگردد. چدن های آلیاژهای Alدار تجارتی در دو طبقه بندی یکی آلیاژهای تا Al %6 و دیگری Al%18-25 قرار میگیرند. Al پتانسیل گرافیتهشدگی را در هر دوی محدودههای ترکیبی ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستری بدست میآید. این آلیاژ به صورت چدنهای گرافیت لایهای ، فشرده و کروی تولید میشوند. مزایای ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتی و تمایل به گرافیته شدن و سفیدی کم میباشند که قادر میسازند قطعات ریختگی با مقاطع نازکتر را تولید کرد. چدن های با Al کم مقاومت خوبی به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابلیت ماشینکاری مناسبی را نیز دارا هستند. محل های پیشنهادی جهت کاربرد آنها منیفلدهای دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهای دیسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سیلندرها، میل بادامکها و رینگهای پیستون هستند. وجود Al در کنار Si در این نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانیکی خوب توام با مقاومت به پوستهشدگی در دماهای بالا میشود. این آلیاژها مستعد به تخلخلهای گازی هستند. آلومینیوم حل شده در مذاب می توان با رطوبت یا هیدروکربنهای موجود در قالب ترکیب شده و هیدروژن آزاد تولید کند. این هیدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مکهای سوزنی شکل در انجماد میشود.
نزدیک 150 سال است که تکنیک شکل دهی قطعات سرامیکی از طریق ریختن دوغاب در یک قالب متخلخل انجام میشود.
در ابتدا هنوز نقش روان کنندگی املاح سدیم مشخص نشده بود و لذا دوغابهایی که مورد استفاده قرار می گرفتند نزدیک 40 تا 60 درصد آب داشتند. در اوایل قرن نوزدهم استفاده از کربنات سدیم به منظور ساخت دوغابی با حداقل آب مورد توجه قرارگرفت.با کاهش میزان آب در دوغاب ریخته گری:معایبی از قبیل انقباض زیاد قطعات:ترکهای ناشی از فرایند خشک شدن و زمان زیاد برای تولید قطعه از بین خواهد رفت.
ریخته گری دوغابی اساسا" به دو روش انجام میشود:ریخته گری باز و ریخته گری بسته.
در روش ریخته گری باز که ضمنا" رایج ترین روش ریخته گری نیز هست : سوسپانسیون غلیظ به خوبی روان شده و داخل یک قالب گچی ریخته شده و شکل مورد نظر را به خود میگیرد.به دلیل جذب آب قالب گچی یک لایه تقریبا" متراکم از دوغاب مورد نظرتشکیل شده و مابقی دوغاب اضافی از قالب خارج میگردد و قطعه خام به دلیل انقباض جزیی که در آن به وجود می آید از قالب خارج میشود.
در روش ریخته گری بسته:دوغاب آنقدر در داخل قالب گچی میماند تا تمام قسمت های داخلی آن اصطلاحا" ((میبندد)) و قطعه ای توپر به وجود می آید.
عمده ترین امتیاز روش ریخته گری دوغابی نسبت به سایر روش های دیگر امکان شکل دهی قطعات بزرگ و پیچیده است در حالیکه شکل دهی چنین قطعاتی با روش های دیگر تولید تقریبا" غیر ممکن است.
اما معایب روش ریخته گری مجموعا" بیشتر از مزایای آن است.از جمله معایب آن میتوان به زمان زیاد برای تولید:کیفیت کم در قطعه تولید شده: تلرانس ابعادی زیاد در قطعه تولید شده و ... را نام برد.
در گام اول از توضیحات بالا میتوان فهمید که عوامل مختلفی در شکل گیری لایه ریخته گری شده نقش دارند.عواملی چون : دانسیته دوغاب، میزان آب موجود در دوغاب، میزان تخلخل در قالب گچی، زمان، فشار سیستم، آنالیز بدنه، دانه بندی دوغاب و ... ؛ حتی عوامل جزیی دیگری نظیر دمای سیستم، میزان رطوبت در قالب گچی، توزیع تخلخل در قالب گچی و... نیز در ضخامت لایه ریخته گری شده موثر هستند.
برای فهم اساسی شکل گیری یک دوغاب سرامیکی ابتدا باید به تعامل بین ذرات رسی و آب اشاره کرد.به عبارت دیگر ابتا باید سیستم رس-آب مورد بررسی قرار گیرد.
ذرات رسی به هنگام معلق شدن در آب ممکن است دو رفتار کاملا" متمایز از خود نشان دهند. با توجه به بار الکترو استاتیکی سطحشان: رس ها یا جذب یکدیگر شده و یا یکدیگر را دفع میکنند.
به بیان واضح تر ذرات رس در محیط اسیدی یکدیگر را به صورت لبه به سطح جذب کرده که اصطلاحا" حالت ((فلکولاسیون)) در دوغاب به وجود می آید. یا اینکه در محیط قلیایی به صورت سطح به سطح یکدیگر را دفع میکنند و اصطلاحا"حالت ((دفلکولاسیون)) به وجود می آورند.
در حالت فلکوله جاذبه لبه به سطح در ذرات باعث بالا رفتن ویسکوزیته دوغاب میشود و در حالت دفلکوله دافعه سطح به سطح ذرات باعث کاهش ویسکوزیته و روانی دوغاب رسی می شود.
تئوری لایه مضاعف و پتانسیل زتا
طبق این تئوری سطح رس از دو لایه بار دار تشکیل شده است.لایه داخلی دارای بار منفی بوده لایه خارجی بار مثبت دارد. بارهای منفی لایه داخلی همان بارهای خنثی نشده سطح رس هستند. بارهای مثبت لایه خارجی ناشی از کاتیون هایی است که سطح رس جذب می کند. در حالت معلق شدن ذرات رسی در آب: ملکول های قطبی آب نیز توسط لایه داخلی جذب می شوند.
باید توجه داشت که ملکول های قطبی آب به صورت منظم جذب سطح رس می شوند یعنی سر مثبت آنها در طرف لایه داخلی بوده و سر منفی آنها به سمت خارج است.
در فاصله x از سطح رس، میزان بار منفی سطح، توسط بارهای مثبت خنثی می شود.میزان بار الکتریکی در مرز x با عنوان جنبش الکتریکی یا همان ((پتانسیل زتا)) معرفی می شود.
میزان پتانسیل زتا عملا" مشخص کننده روانی یا انعقاد دوغاب است.روانی یا انعقاد دوغاب نیز تاثیر مستقیم بر ضخامت لایه ریخته گری شده دارد.
در همینجا اهمیت میزان آب موجود در دوغاب و دانسیته دوغاب در ضخامت لایه ریخته گری شده مشخص میشود.
قالب
گچی به عنوان یکی از عوامل مهم درضخامت لایه ریخته گری شده میباشد. میزان
تخلخل قالب گچی، توزیع این تخلخل، قطر تخلخل های موجود و حتی میزان رطوبت
قالب گچی تاثیر مهمی در ضخامت لایه ریخته گری شده دارند. در
شکل زیر رابطه بین سرعت ریخته گری(نسبت ضخامت لایه ریخته گری شده به زمان)
و نسبت میزان آب به گچ(میزان تخلخل قالب گچی) دیده می شود.میتوان دید که
در نسبت های حدود 80%
درصد، بهترین سرعت ریخته گری حاصل میشود.علت افت شدید سرعت ریخته گری
درتخلخل های بالاتر مربوط به پیوستن تخلخل ها به هم و بزرگ شدن قطر آنها
می شود.با بزرگ شدن قطر تخلخل ها پدیده اسمز و جذب آب قالب گچی کاهش می
یابد. میزان رطوبت قالب گچی به عنوان لایه مقاومت کننده ای در مقابل جذب آب مطرح است.همچنین باید به میزان مقاومت خود ضخامت x نیز در مقابل جذب آب توجه شود. مکانیزم های ریخته گری دوغابی در ریخته گری دوغابی نیروی فشاری پیش برنده فرآیند مجموع میزان فشار کاپیلاری هایی که بخاطر فشار مکش قالب
و یا هر گونه فشار اضافی که به سیستم وارد میشود و یا خلاء که به قالب
اعمال می شود می باشد. اندازه فشار کاپیلاریها از طریق اندازه گیری میزان
اندازه تخلخلهای داخل قالب، میزان نیروی کششی سطح مایع پخش شده و زاویه
تماس با تخلخلهای جداره می باشد. گزارش شده است که قالبهای گچ پاریس فشار
مکشش در حدود 0.1-0.2 MPa می باشد. در
عین حال، مقاومتی بخاطر حرکت مایع جذب شده در طول ساختمان تخلخل در حین
تشکیل جداره ریخته گری ایجاد می شود. شکل زیر بطور شماتیک نشان دهنده این
موقعیتها است. Lm میزان عمق ترشده قالب، Lc هم
متناسب با میزان مایعی است که توسط قالب جذب شده است و هم میزان سینتیک
پرابولیک ایجاد شده می باشد. بنابراین محاسبه اینکه مقدار تخلخل قالب
نزدیک لایه ریخته گری شده بطور اشباع از مایع پر شده است برابر خواهدبود
با: از طرف دیگری در بعضی از منابع آمده است که : فشار در مرز قالب گچی تقریبا برابر با فشار مکش تخلخل، P، است و تقریبا برابر است با مقدار فشار از رابطه ، است و تقریبا برابر است با مقدار فشار از رابطه Laplac که : P=Sσcosγ که در آن S طیح ویژه گچ، σ کشش سطحی آب و γ زاویه تماس است. ( cosγ=1 چراکه گچ کاملا با آب تر می شود) بنابراین فشار مکشش آب در کاپیلار گچ بین 0.03 تا 0.1MPa متغییر می باشد. ریخته گری دوغابی بیشتر در تولید لایه های نازک در حدود 15mm مورد استفاده می شود چرا که سرعت ریخته گری بطور تحمیل شوندهای تابع مقاومت هیدرولیک می باشد. تاثیر
پرامترهای فرایند ریخته گری دوغابی بروی سرعت ریخته گری از طریق یک مدل
فیلتراسیون سینتیکی که بر پایه شکل شماتیک زیر می باشد مشخص شد. مدل پیش بینی می کند که سرعت افزایش ضخامت با گذشت زمان برابر خواهد بود بود با: که در آن : mc ξ ضخامت لایه ریخته گری، t زمان ، P فشار نهایی موثر در فیلتراسیون و sξ چگونگی فصل مشترک سوسپانسیون-هوا در زمان فیلتراسیون ξm چگونگی فصل مشترک کیک-هوا در قالب گچی و η ویسکوزیته سوسپانسیون، c کسر حجمی ذرات جامد سوسپانسیون و n فاکتور توازن جرمی است. تحقیقاتی نیز از طریق شبکه هوش مصنوعی بروی عوامل موثر یر زمان ریخته گری شده است که بطور خلاصه در نمودار زیر خلاصه می شود. بطوریکه PT-Pl افت فشار در حین انجام فرآیند و Pl-P0 افت فشار در قسمت تر شده قالب گچی است ، و Xm مقاومت مخصوص تخلخلهای قالب ε0 می باشد. مقدار فشار مکش قالب برابر با PT-P0 است. بنابراین خواهیم داشت.
برای آنالیزه کردن سینتیک ریخته گری دوغابی محققین زیادی مطالعه کرده اند. آقای Mcdowall و همکارانش از اثر قالب گچی و مقدار کنترل آن بروی فشار مکشش صرفنظر کردند و محاسبه کردند که فشاری که بر شکل گیری لایه ریخته گری شده وارد می شود برابر با فشار مکش می باشد. از طرف دیگر دیگر دانشمندان فشار اعمال شده قالب تر را وارد فرمول کردند.
1. آبکاری فلزات – اسرافيل بشارت – انتشارات طراح – 1380
2. آزمايشگاه متالوگرافی – افسانه ربيعی – انتشارات جزيل – 1371
3. آزمون مواد – ورنون جان – علی حائريان – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1375
4. آشنايی با تجزيه شيميايی پلاستيکها - ا.کروس - ا.لانگ - محمود محراب زاده - مرکز نشر دانشگاهی تهران – 1365
5. ابزار شناسايی ساختار مواد – يوسف خرازی – امير شيخ غفور – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380
6. استخراج فلزات ( پيرو ، هيدرو و الکترو متالورژی ) – رضا قاسم زاده – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377
7. اصول تئوری و عملی آندايزينگ آلومينيوم – محمدتقی صالحی – حسين بيدختی – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380
8. اصول خوردگی و حفاظت فلزات – جمشيد مفيدی – انتشارات دانشگاه تهران – 1377
9. اصول ريخته گری متالورژی – تکنولوژی – جلال حجازی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت – 1375
10. اصول طراحی سيستمهای راهگاهی و تغذيه گذاری چدنها – رحمان خسروی – انتشارات جامعه ريخته گران ايران – 1368
11. اصول طراحی مدل و قالب قطعات ريخته گری – محمدحسن جولازاده – انتشارات جهاددانشگاهی واحد اصفهان – 1372
12. اصول علم مواد( خواص و مهندسی مواد) – حسين تويسرکانی – انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان – 1370
13. اصول متالورژی مکانيکی – و.ج.مک گريگور تگارت – علی حائريان اردکانی – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1370
14. الاستيسيته نظری و کاربردی – هربرت رايزمن – پيتر پاوليک – عباس راستگو – مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران – 1380
15. انتخاب مواد برای طراحی مهندسی – محمود ام. فرق – علی حائريان اردکانی – محسن حدادسبزوار – فاتح فاضلی – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1379
16. انتقال حرارت در متالورژی – رضا قاسم زاده – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1373
17. انجماد فلزات – احمد منشی – رضا مرادی عليعربی – انتشارات ارکان – 1378
18. انجماد و اصول متالوژِيكی ريخته گری – جلال حجازی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1372
19. برنامه ريزی مهندسی حمل و نقل و تحليل جابجايی مواد – محمد سيدحسينی – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380
20. ترموديناميک مواد (جلد اول) – دويد و. راگون – جعفر خليل علافی – انتشارات دانشگاه صنعتی سهند – 1377
21. تصاوير استريوگرافی و کاربرد آنها در مکانيک سنگ – استيفن پريست – محمود فاطمی عقدا – وحيد صائب فر – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1377
22. تعيين ساختار بلور – ويليام کلگ – محمد خراسانی – احمد خراسانی – انتشارات دانشگاه شهيد بهشتی – 1381
23. تکنولوژی جوشکاری – علی رمضانخانی – انتشارات قائم – 1378
24. تکنولوژی رنگ کاری در صنايع چوب – عباسعلی طهماسبی – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور – 1374
25. تکنولوژی فرزکاری: شامل روش تراش کره – نيم کره داخلی – مته – کوپلينگ تيغ فرز – بادامک – هزارخار و ... – محمدعلی نقی زاده – 1368
26. تکنولوژی قالب های فورجينگ و فورمينگ – مهدی اشتری – انتشارات خجسته – 1379
27. چوب خشک کنی در هوای آزاد – ريموند ريتس – رفوس پيج – قنبر ابراهيمی – انتشارات علمی و فنی - 1362
28. درآمدی بر تعادل فازی در سراميکها – کليفتون. جی. برگرون – سابهاش. اچ. ريسبود– فتح الله مضطرزاده – واهاک مارقوسيان – اسماعيل صلاحی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1378
29. دوره آموزشی ساخت کامپوزيتها ، فايبرگلاسها ، کامپوزيتهای کربنی – انجمن سازندگان مواد مرکب سی. اف. ای. – مسعود اسماعيلی – نشر طراح – 1381
30. راهنمای جوش و اتصالات جوشی – شاپور طلاحونی – نشر توسعه ايران – 1380
31. زغال سنگ و بيوتکنولوژی – قاسم نجف پور – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1378
32. ساختار فلزات زير ميکروسکوپ نوری – ا. تومر – داود خرازيکار – انتشارات دانشگاه صنعتی سهند
33. شناسايی سريع و غيرتخريبی فلزات با استفاده از آزمايش قطره – ام. ال. ويلسون – مهدی اعتزازی – محمدرضا باطنی – مجيد خائفی – نشر ارکان اصفهان – 1376
34. iطراحی و ساخت قالبهای دايکاست – اErnest Brunhuber – محمدرضا فرامرزی – عبدا... ولی نژاد – انتشارا ت طراح – 1378
35. عيوب عمليات حرارتی – محمدحسن جولازاده – انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی اصفهان با همکاری ذوب آهن اصفهان – 1371
36. فولادها ، ساختار ميکروسکپی و خواص – آر. هانی کامب – انتشارات جهاددانشگاهی دانشکده فنی دانشگاه تهران – 1370
37. كائوچوهای مصنوعی ؛ فرمولاسيون ، خواص و كاربردها – شركت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيك – انتشارات سمر – 1375
38. کتاب جامع فلزکاری – ماکينکو – بيژن شادپی – انتشارات گوتنبرگ – 1372
39. کنترل فرايند توليد واختلالات در کوره بلند – ثانی عابدينی – انتشارات ارکان اصفهان – 1377
40. کوره های سراميک – کی ميو کيوتانی – علی نمازی – مرکز نشر دانشگاهی – 1372
41. مبانی آميزه كاری و فراورش لاستيك – هری لانگ – عبدالرضا جعفری و ديگران – مركز نشر دانشگاهی – 1375
42. مبانی ترموديناميک در متالورژی (جلد اول) – ديويد گسکل – علی سعيدی – مرکز انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان – 1378
43. متالورژی مس – حکمت رضوی زاده – رامز وقار – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1372
44. متالورژی مکانيکی : آشنايی با نابجاييها – درک هال – دی. جی. بيکن – علی اکبر اکرامی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف – 1374
45. مقدمه ای بر انجماد فلزات – دبليو. سی. وينگارد – فخرالدين اشرفی زاده – حسن ابطحی فروشانی – مرکز انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان – 1376
46. مقدمه ای بر مبانی آميزه کاری و تکنولوژی لاستيک – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – مرکز نشر ثمر – 1375
47. مکانيک سنگ رفتار برشی درزه های سنگ ( پايداری و تغيير شکل پذيری ) – عبدالعظيم اميرشاه کرمی – انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اميرکبير – 1381
48. مواد قالبگيری برای ريخته گری فلزات – محمدحسين فتحی – انتشارات اركان اصفهان - 1370
49. مواد و فرايندهای پرسکاری – ا. د. لاسکوئه – هادی اسماعيل زاده – مرکز انتشارات صنعت فولاد – 1371
50. مهندسی خوردگی و حفاظت از فلزات – منصور فرزام – مؤسسه چاپ و انتشارات يادواره کتاب – 1378
51. مهندسی طلا سازی تئوری و عملی – ارهارد برپل – محمدرضا فرامرزی – نشر طراح – 1380
52. هيدرومتالورژی : کتاب مرجع درسی – فتحی حبشی – ضياءالدين شفائی – محمود عبداللهی – انتشارات دانشگاه شاهرود – 1378
ساختار ناشی از آنیل و نورد سرد

شیشه
Glass ceramic, heat treated at 840ºC for 3 hours
کامپوزیت زمینه فلزی
Metal matrix composite of magnesium and alumina fibres
انجماد
Rapid solidification in an atomised droplet
می تونید با مراجعه به آدرس زیر خیلی از مواردی که در علم مواد مطرح هست و به گونه ای بر ساختار تاثیر داره رو ببینید
http://www.doitpoms.ac.uk/miclib/keywords.php
موفق باشید
Materials
![]()
نويسنده : عليرضا سنجري
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 شکست است.
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 بعديGc= 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.
With the exception of aluminum , iron is the most abundant of all metals. It is estimated that iron ore constitutes 4.44 percent, by weight , of the earth’s crust. Iron is a constituent of all rocks and minerals. It is never found in the pure state except as meteorites . Its presence in matter is indicated by color. The color of given materials by the presence of iron may be black, brown , red, yellow ,or a variety of tints. Iron possesses greater magnetic qualities than any other metal. This quality has made it possible for engineers , by means of sensitive electrical instruments , to discover deposits rich in iron ore easily and to plot their extent accurately .
Iron ores are found in may forms . those principally used in the production of iron are hematite , magnetite , and limonite .all ores used in the production of iron are graded according to their iron content , their physical properties , and the amount of impurities present. Most molecules of iron are found combined with phosphorus , sulphur , manganese , or silicon atoms in various combinations.
Deposits of
Most of the rich deposits of iron ore are believed to have been formed by the leaching action
of water on ore-bearing rock. After the soluble ore was loosened from
the rock mass, it was carried by flowing water to depressions where the
ore settled to the bottom to form a deposit. This process continued
over thousands of years .Thus the great iron deposits were formed and
found in the lake superior region of
Methods of Mining Iron ore
There
are three methods of mining iron ore, namely .the open-pit method, the
milling method, and the underground method . over half the ore mined in
the
Milling Method
this method is practiced when the deposit is so located that tunnels can be constructed beneath it and shafts raised to it . the ore is then mined by hand or machinery and put into cars waiting in the tunnels below.
The Underground Method
When the ore is located at a considerable depth (several hundred feet) below the surface of the earth , the underground method of mining is employed .When this method is used shafts are sunk to the deposit and the ore hauled to the surface by hoists. As mining proceeds , tunnels are cut into the deposit.
As it is taken from the mine , iron ore varies in value , depending upon its purity and the costs involved in refining it. When purified and cast in pigs , the value is increased about five-fold ; in the from of basic steel it is worth about 50% more than in pig form.
Reducing and Refining
In its natural state, iron ore contains many impurities. Until these are removed, relatively pure iron of the kind one sees every day cannot be obtained . the most important factors in refining iron ore are heat, oxygen, and a suitable flux.
The application of refined iron, determines the method of reduction employed. When used as a cast iron only, the blast furance procedure is necessary . when used in the form of wrought iron or mild steel, both the blast and the open hearth processes are used.
Making Steel
There are two main kinds of iron used for making steel -‘basic’ iron and ‘acid’ iron . these kinds of iron can be called steel-making irons. Both contain small quantities of carbon, silicon, sulphur , phosphorus ,and manganese . these elements are called ‘impurities’ in the metal. How are they reduced ? the process by which they are reduced is called ‘oxidation’ . the two main processes used to turn iron into steel are called : the Bessemer process ,and the open hearth process.
The Bessemer Process
when molten iron is to be used in the manufacture of steel of steel , it is taken from the blast furance in ladles to a ‘Bessemer converter’ . this process of removing impurities from iron was invented in 1856 by sir Henry Bessemer .the molten iron is conveyed in a huge ladle from the blast furance to the converter. When the molten metal arrives at the converter station , the converter , which revolves on trunions , is tipped on its side. While in this position , the molten metal is poured into the converter . when the converter is loaded the hot air blast entering at the bottom is turned on . the hot air being under pressure of about 20 pounds , exert sufficient force to keep the metal from running into the blast openings. As the hot air works up through the molten mass of iron , most of the remaining carbon, silicon ,and manganese is burned out due to a rise in temperature resulting from oxidation of the carbon , manganese , and silicon .hot air is the only element used in the reducing process. when the metal has been refined to the extent desired , the slag formed in the oxidizing (burning) process is removed. In this condition the metal ,when cooled , does not have sufficient hardness or toughness. To restore these qualities , sufficient carbon and manganese or other alloys are added to give the steel the degree of hardness, toughness, ductility, and malleability desired . when the alloys have combined with the molten metal to give it the characteristics desired , the metal is again poured into the ladle and from there into ingot molds where the molten metal is formed into blocks or slab of iron about 20 inches square and 60 inches long.
The earliest successful iron founding has been credited to the ancient civilizations which occupied the plains of
It was here that the Babylonians , Assyrians , and Chaldeans evolved the metallurgical knowledge necessary to make castings from high carbon iron. there is evidence that the Chinese capitalized on early discoveries which were undoubtedly passed along by migrating Mesopotamian craftsmen . the Chinese became the first people to produce iron castings successfully and regularly. Ancient records indicate that the Chinese were making iron castings as early as the 6th century before Christ. Many of the old castings were of utilitarian nature such as cooking stoves , kitchen utensils , bells, agricultural implements , and tools, and ornamental objects. Various Chinese temples with cast iron roofs a thousand years old appear to be in first class condition today .
In the 12th century A.D., iron founding progress tapered off in china .the scene then shifted to European countries , principally
Even as late as the 1600’s iron was considered a luxury item ,and during the region of Edward III , iron pots and skillets were numbered among the royal jewels .by the 1700’s European production included bells, cannon , gunshot , pipe, stoves, and cast iron cooking utensils.
The
first casting made in American was produced at the Saugus iron works
near lynn , mass., shortly after its establishment in 1624.it was not
long afterward that foundries appeared in Connecticut , Rhode Island
,New jersey, Virginia ,the Carolinas ,
Pennsylvania ,and Maryland . the foundries supplied neighboring farmers
and industries with cast iron cooking utensils , stoves , tools, and
agricultural implements .As the foundry industry grew in
When
war struck ,foundry men were both generous financially and active
politically. Many served as military leaders in trying to gain
independence from
Today designers ,engineers ,and users recognize the unique properties of cast iron as it fills a very important role in our modern world. There are cast irons available with excellent ductility and heat resistance ,cast irons which can damp out vibrations in machinery.
Cast irons is essentially an alloy of carbon , silicon, and iron in which more carbon is present than can be retained in solid solution in austenite at the eutectic temperature . thus cast irons usually contain some decomposition products such as free graphite or cementite . the carbon content in cast irons is usually more than 1.7 percent and less than 4.5 percent. The high percentage of carbon renders the cast iron brittle and unworkable except by casting.
Cast iron always contains a certain amount of manganese , phosphorus and sulfur because of the refining methods used in its production. Special alloying elements such as copper ,molybdenum, nickel and chromium are added for the purpose of altering the chemical and mechanical properties available in cast iron .However , they may be classified into one of the following main groups:1-gray cast iron, 2-white cast iron 3-malleable iron 4- ductile (nodular)iron 5-alloy cast irons.
جلسه سوم آموزش بازرسی چشمی جوش
●
3- اصول بازرسي چشمي.
1-3 اطلاعات عمومي .در بسياري از برنامه هاي تدوين شده توسط سازنده جهت كنترل كيفيت محصولات،از آزمون چشمي به عنوان اولين تست و يا در بعضي موارد به عنوان تنها متد ارزيابي بازرسي ،استفاده مي شود.اگر آزمون چشمي بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندي مي تواند واقع گردد.
بعلاوه يافتن محل عيوب سطحي، بازرسي چشمي مي تواند بعنوان تكنيك فوق العاده كنترل پروسه براي كمك در شناسايي مسائل و مشكلات مابعد ساخت بكار گرفته شود.
آزمون چشمي روشي براي شناسايي نواقص و معايب سطحي مي باشد.نتيجتا هر برنامه كنترل كيفيت كه شامل بازرسي چشمي مي باشد،بايد محتوي يك سري آزمايشات متوالي انجام شده در طول تمام مراحل كاري در ساخت باشد.بدين گونه بازرسي چشمي سطوح معيوب كه در مراحل ساخت اتفاق مي افتد،ميسر ميشود.
كشف و تعمير اين عيوب در زمان فوق،كاهش هزينه قابل توجهي را در بر خواهد داشت.بطوري كه نشان داده شده است بسياري از عيوبي كه بعدها با روشهاي تست پيشرفته تري كشف مي شوند،با برنامه بازرسي چشمي قبل،حين و بعد از جوشكاري به راحتي قابل كشف مي باشند.سازندگان فايده يك سيستم كيفيتي كه بازرسي چشمي منظمي داشته است را بخوبي درك كرده اند.
ميزان تاثير بازرسي چشمي هنگامي بهتر مي شود كه يك سيستمي كه تمام مراحل پروسه جوشكاري(قبل،حين و بعد از جوشكاري) را بپوشاند،نهادينه شود.
2-3 قبل از جوشكاري. قبل از جوشكاري ،يك سري موارد نياز به توجه بازرس چشمي دارد كه شامل زير است:
- مرور طراحي ها و مشخصات
- چك كردن تاييديه پروسيجرها و پرسنل مورد استفاده
- بنانهادن نقاط تست
- نصب نقشه اي براي ثبت نتايج
- مرور مواد مورد استفاده
- چك كردن ناپيوستگي هاي فلز پايه
- چك كردن فيت آپ و تراز بندي اتصالات جوش
- چك كردن پيش گرمايي در صورت نياز
اگر بازرس توجه بسيار دقيقي به اين آيتم هاي مقدماتي بكند،مي تواند از بسياري مسائل كه بعدها ممكن است اتفاق بيافتد،جلوگيري نمايد.مساله بسيار مهم اين است كه بازرس بايد بداند چه چيزهايي كاملا مورد نياز مي باشد.اين اطلاعات را مي توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور اين اطلاعات،سيستمي بايد بنا نهاده شود كه تضمين كند ركوردهاي كامل و دقيقي را مي توان بطور عملي ايجاد كرد.
1-2-3 نقاط نگهداري.
بايد بنا نهادن نقاط تست يا نقاط نگهداري جايي كه آزمون بايد قبل از تكميل هر گونه مراحل بعدي ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. اين موضوع در پروژه هاي بزرگ ساخت يا توليدات جوشكاري انبوه،بيشترين اهميت را دارد.
2-2-3 روشهاي جوشكاري. مرحله ديگر مقدماتي اين است كه اطمينان حاصل كنيم آيا روشهاي قابل اعمال جوشكاري ،ملزومات كار را برآورده مي سازند يا نه؟مستندات مربوط به تاييد يا صلاحيت هاي جوشكاران هر كدام بطور جداگانه بايد مرور شود.طراحي ها و مشخصات معين مي كند كه چه فلزهاي پايه اي بايد به يكديگر متصل شوند و چه فلز پركننده بايد مورد استفاده قرار گيرد.براي جوشكاري سازه و ديگر كاربردهاي بحراني،جوشكاري بطور معمول بر طبق روشهاي تاييد شده اي كه متغيرهاي اساسي پروسه را ثبت مي كنند و بوسيله جوشكاراني كه براي پروسه ،ماده و موقعيتي كه قرار است جوشكاري شود،تاييد شده اند،انجام مي گيرد.در بعضي موارد مراحل اضافي براي آماده سازي مواد مورد نياز مي باشد.بطور مثال در جاهايي كه الكترودهاي از نوع كم-هيدروژن مورد نياز باشد،وسايل ذخيره آن بايد بوسيله سازنده در نظر گرفته شود.
3-2-3 موادپايه. قبل از جوشكاري ، شناسايي نوع ماده و يك تست كامل از فلزات پايه اي مربوطه بايد انجام گيرد.اگر يك ناپيوستگي همچون جدالايگي صفحه ای وجود داشته باشد و كشف نشده باقي بماند روي صحت ساختاري كل جوش احتمال تاثير دارد.در بسياري از اوقات جدالايگي در طول لبه ورقه قابل رويت مي باشد بخصوص در لبه هايي كه با گاز اكسيژن برش داده شده است.
جلسه چهارم آموزش بازرسی چشمی جوش
●
4-2-3 مونتاژ اتصالات. براي يك جوش،بحراني ترين قسمت ماده پايه،ناحيه اي است كه براي پذيرش فلز جوشكاري به شكل اتصال،آماده سازي مي شود.اهميت مونتاژ اتصالات قبل از جوشكاري را نمي توان به اندازه كافي تاكيد كرد.بنابراين آزمون چشمي مونتاژ اتصالات از تقدم بالايي برخوردار است. مواردي كه قبل از جوشكاري بايد در نظر گرفته شود شامل زير است:
- زاوية شيار (Groove angle)
- دهانه ريشه (Root opening)
- ترازبندي اتصال (Joint alignment)
- پشت بند (Backing)
- الكترودهاي مصرفي (Consumable insert)
- تميز بودن اتصال (Joint cleanliness)
- خال جوش ها (Tack welds)
- پيش گرم كردن (Preheat)
هر كدام از اين فاكتورها رفتار مستقيم روي كيفيت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعيف باشد،كيفيت جوش احتمالا زير حد استاندارد خواهد بود.دقت زياد در طول اسمبل كردن يا سوار كردن اتصال مي تواند تاثير زيادي در بهبود جوشكاري داشته باشد.اغلب آزمايش اتصال قبل از جوشكاري عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشكار مي سازد،البته اين اشکالات ،محلهايي مي باشند كه در طول مراحل بعدي بدقت مي توان آنها را بررسي كرد.براي مثال،اگر اتصالي از نوع T (T-joint) براي جوشهاي گوشه اي(Fillet welds)، شكاف وسيعي از ريشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه اي مورد نياز بايد به نسبت مقدار شكاف ريشه افزوده شود. بنابراين اگر بازرس بداند چنين وضعيتي وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه يا اتصال جوش بايد علامت گذاري شود، و آخرين تعيين اندازه جوش به درستي شرح داده شود
معمولا کاربران فایرفاکس در ایران کاربرانی هستند که شناخت زیادی روی عرصه وب دارند. آنها از اکسپلورر ویندوز به جهت شناختی که از فایرفاکس داشتند دل کنده اند. این کاربران که معمولا جزء وب گردان حرفه ای می باشند معمولا به سرعت گشت و گذار خود در اینترنت توجه زیادی دارند. مدتهاست که می خواهم با معرفی چند کلید شورت کات کمی به سرعت شما کمک کنم. این نوشتار کمی این این کلید ها را معرفی می کند. احتمالا این نوشته در آینده با سطوح حرفه ای تر ادامه می یابد.

به فایرفاکس می رویم!
۱ ـ احتمالا شما با ترکیب دکمه های Ctrl+Enter آشنا هستید. این ترکیب آدرسی مانند 1Fathi.wordpress را به http://www.1fathi.wordpress.com تبدیل می کند.
۲ ـ اما شاید ندانید که چگونه ITpedia را به http://www.itpedia.net تبدیل کنید. برای اینکار کافی است از ترکیب دو کلید Enter+Shift استفاده کنید.
۳ ـ اما احتمال بسیار کمی دارد که بدانید چگونه آدرس wikipedia را دارای پسوند دات اورگ کنید. اگر بعد از نوشتن wikipedia از ترکیب هر 3 کلید Ctrl+Shift+Enter استفاده کنید این آدرس به http://www.wikipedia.org تبدیل می شود.
۴ ـ برای وبگردی سریعتر باید کمتر از موس استفاده کنید. یکی از راهها این است که از ترکیب دو کلید Alt+D برای رفتن به نوار آدرس استفاده کنید.
۵ ـ یکی از راههایی که تب جدید باز کنید استفاده از ترکیب Ctrl+T است. این ترکیب اگر با یک Shift ترکیب شود آخرین تب باز شده را برای شما باز می کند. این خیلی بهتر است تا اینکه از History مرورگر استفاده کنید.
۶ ـ حال حساب کنید شما می خواهید به سایت مثلا Itpedia.net در تب جدیدی بروید. می توانید به تب بعدی بروید و این کار را بکنید. اما شما می توانید کمی سریعتر هم این کار را بکنید. اول Alt+D را می زنید تا مانند ترفند شماره 4 به آدرس بار بروید. سپس چند حرف اول را می نویسید تا به صورت اوتوکامپلیت گزینه مد نظر شما در زیر درج شود. سپس گزینه را انتخاب و همانجا از ترکیب Alt+Enter استفاده کنید تا به صورت خودکار در تب جدید باز شود. این میانبر فقط برای مواقعی است که خیلی دستتان سریع باشد و به کاربران ساده که زیاد عادت ندارند توصیه نمی شود.
۷ ـ یکی از کارهایی که ممکن است انجامش برای شما سخت باشد این است که یک آدرس را در نوار ابزار می نویسید. سپس می خواهید حذف کنید. اینجا چند راه دارید اما ساده ترین راه خیلی ساده است. یک بار دکمه Delete را فشار بدهید!
۸ ـ برای رفت و آمد میان تب ها کافی است از ترکیب Ctrl+Tab استفاده کنید
۹ ـ اگر از کاربران حرفه ای باشید مسلما اوقاتی پیش می آید که تعداد بسیار زیادی تب را باز کرده اید. حالا استفاده از ترفند قبل خودش باعث اتلاف وقت است. برای این کار اگر می خواهید به دهمین تب بروید از ترکیب Ctrl+10 استفاده کنید.
۱۰ ـ اگر شما بخواهید یک لینک به جای صفحه جدید در تب جدید باز شود چه کار می کنید؟ برای اینکار کافی است از ترکیب Ctrl را نگاه داشته و بر روی لینک کلیک کنید. اما برای این میانبر، میانبری هم هست. کافی است دکمه وسط موس را فشار دهید. به همین راحتی!
احتمالا شما یکی یا همه ترفندهای این مطلب را بلد نبودید. این نوشتار کمی به شما کمک می کند تا از این به بعد سریعتر در اینترنت گردش کنید.
اگر همه آنها را بلد بودید و از آنها استفاده می کنید احتمالا کاربر سریعی هستید. پس چاره ای ندارید جز صبر کردن برای نوشتار بعدی از این دست نوشته ها. احتمالا آنجا چیزهای دندان گیرتری نصیب شما می شود!
پی نوشت: دقت کردید اینترنت اکسپلورر 7 اکثر این ویژگی ها را کپی کرده است فقط ترفند 5 است که فکر کنم مایکروسافت برای نسخه هشتم اینترنت اکسپلورر قصد کپی برداری از آن را دارد





























