متالورژي سمنان


 

 

41-چدن هاي ماليبل از طريق انجام عمليات حرارتي روي چدن سفيد تهيه مي شوند و داراي استحكام بهمراه قابليت انعطاف بالا هستند،قسمت اعظم كربن در اين چدنها به صورت گرافيت هاي شبه كروي(برفكي) در زمينهاي مختلف فريتي، پرليتي،و...توزيع شده است.

موارد مصرف اين چدنها در ساخت قطعاتي نظير پوسته ديفرانسيل ، اتصالات آب ، چرخ دنده ها ، شاتون ها ،ابزارهاي دستي و... مي باشد.

چدن نشكن

42-چدن نشكن بعد از چدن خاكستري بيشترين مقدار مصرف را در ميان انواع چدن ها دارا مي باشد.موارد مصرف زياد اين نوع چدن ها بعلت قابليت انعطاف و چكش خواري بالاي آنها ، همراه با مدول الاستيسيته و استحكام زيادي است كه اين چدن ها دارند .

براي توليد اين چدن ها ،به مذاب چدن قبل از بارريزي، مقداري نيكل-منيزيم ويا فروسيليسيم منيزيم اضافه ميكنند اين باعث مي شود تا كربن در هنگام سرد شدن به صورت گرافيت كروي در زمينه قرار گيرد، كه باعث ميشود  خواص مكانيكي اين چدنها سه تا پنج برابر چدن هاي خاكستري با گرافيت مطبق ،افزايش يابد ،از اين چدنها براي تهيه ميل لنگ ها، محفظه جعبه دنده ها، چرخ دنده ها، قرقره ها،سيلندرها و...استفاده مي شود.

چدن با گرافيت فشرده 

43-ساختار زمينه و خواص مكانيكي اين نوع چدنها  در رديفي مابين چدن نشكن و چدن خاكستري قرار دارد و نحوه تهيه آن هم شبيه تهيه چدن نشكن است با اين تفاوت كه مقدار منيزيم اضافه شده به نصف تقليل مي يابد و در نتيجه بعضي از گرافيت هاي  موجود در زمينه اين چدن ها كروي و بعض ديگر ورقه اي فشرده وخميده مي باشد. موارد مصرف اين چدن ها  در ساخت كاسه ترمز اتومبيل ،فلايويل ، اتصالات و لوله اگزوز ، بدنه سيستم هاي هيدروليكي و...است.

44-مهمترين كوره هاي ذوب چدن عبارتند از،  

1/44-انواع كوره هاي كوپل ( كك سوز و گازي ) ،  2/44-انواع كوره هاي شعله اي يا روبادده ( ثابت و دوار ) ، 3/44-انواع كوره هاي برقي ( القايي و قوس الكتريكي) ، 4/44-كوره هاي زميني براي ذوب در مقادير كم.

45-براي مشخص كردن ضخامت سمانته شدن چدن ، كه خود بستگي به عوامل متعددي مانند درصد عناصر موجود در چدن و سرعت سرد شدن دارد ، از آزمايش گوه استفاده مي شود ، وجود درصد بالاتر عناصر كاربيدزا مانند كرم ، مقدار سمانته شدن را افزايش ميدهد و وجود عناصر گرافيت زا مانند سيليسيم ، منطقه خاكستري را افزايش ميدهد و به اين ترتيب مي توان تا حد زيادي با اضافه كردن اين عناصر به چدن مورد نظر دست يافت.

46-روشها و آزمايشهاي مختلفي طراحي شده است كه مي توان مذاب هاي مختلف را از هر نظر كنترل كرد از جمله به موارد زير اشاره مي شود ،

1/46-در مورد تر كيب شيميايي مانند ، روش شيمي تجزيه ، استفاده از اسپكتروفتومتر ، استفاده از كوانتومتر ،و در سطح پايينتر از آزمايش گوه ،

2/46-سياليت مذاب توسط آزمايشهايي نظير روش مارپيچ و روش صفحه هاي تخت اندازه گيري مي شود.

3/46-درجه حرارت مذاب  از طريق ترموكوبل و پيرو متر نوري اندازه گيري مي شود .

47-با مشاهده رنگ مذاب ، استفاده از حرارت سنجها ، و حتي فرو كردن يك ميله فولادي در مذاب و مشاهده مقدار مذاب چسبيده شده بر روي ميله ،ميتوان درجه حرارت مذاب  را تشخيص داد وبه اين وسيله مذاب را براي بار ريزي آماده كرد.

48-مهمترين مواد جوانه زا در چدن فرو سيليسيم ها هستند كه از آن ميان فرو سيليسيم 75% كه داراي 1 تا 5/1 % آلومينيم وهمين مقدار كلسيم است داراي اهميت بيشتري است.

مهمترين اكسيژن زدا در مذاب چدن عبارتند از ، فرو سيليسيم ، فرو منگنز ، سيليكومنگنز ، فرو آلياژهاي منيزيم دار و...

49-توليد چدن با گرافيت كروي عموما با اضافه كردن مقادير جزئي منيزيم به عنوان عنصر كروي كننده به مذابي كه داراي تركيبي مشابه چدن خاكستري است انجام مي گيرد.البته عناصر ديگر نظير ،سريم ، كلسيم ، ليتيم ،‌سديم ،تيريم و...نيز اين عمل را انجام مدهند اما منيزيم از نظر اقتصادي اولويت دارد. شايان ذكر است هرگز منيزيم به صورت خالص به مذاب اضافه نمي شود بلكه به صورت فروسيليسيم منيزيم ،و يا نيكل منيزيم با رعايت نكات ايمني و روشهاي خاص به مذاب اضافه مي شود .

از مهمترين روشهاي اضافه كردن اين مواد به مذاب چدن عبارتند از:

1/49-فرايند روريزي مذاب   2/49-روش فرو بردن  3/49-روش افزودن در راهگاه

50-چدنهاي داكتيل نيز با روشهاي مختلفي تقسيم بندي مي شوند از جمله از نظر ساختار كه عبارتند از :   فريتي   ،    پرليتي   ،    بينيتي   ،    مارتنزيتي   ،   فريتي پرليتي مانند چشم گاوي

چگونگي اندازه گيري درجه حرارت مذاب

51-براي اندازه گيري درجه حرارت ، از پديده هاي فيزيكي كه تابع پيوسته اي از تغييرات درجه حرارت باشند استفاده مي شود ، انبساط و انقباض مايعات و گازها ،تغيير مقاومت الكتريكي و اختلاف سطح الكتريكي  ، تغيير در وضع تشعشع و رنگ جسم و...از اين موارد هستند .

ازميان انواع مختلف حرارت سنجها در صنايع ريخته گري موارد ذيل داراي اهميت بيشتري هستند.

1/51-ترمومترهاي مقاومتي     2/51-ترموكوپل ها ياآذرسنج ترموالكتريك    3/51-پيرومترها

52-ترموكوپلها بر اساس تغيير فشار الكتريكي بين دو منبع گرم و سرد در مداري شامل دو سيم فلزي مختلف الجنس و يك ميكرو ولت متر ساخته شده اند ،هر چه اختلاف درجه حرارت انتقالي از دو سيم به منبع زيادتر باشد اختلاف فشار الكتريكي بيشتر خواهد شد ، وبا مدرج كردن صفحه ميكرو ولت متر مي توان درجه حرارت را اندازه گرفت.

53-اساس كار پيرو مترها برمبناي شدت تشعشع اجسام گداخته مي باشد. وقتي اجسام گرم و گداخته مي شوند از خود نور مرئي منتشر مي كنند كه رنگ اين نور ( طول موج )، با درجه حرارت جسم نسبت مستقيم دارد به اين ترتيب كه هر چه حرارت بيشتر باشد نور جسم نيز سفيدتر ميشود ، پيرومترها بر اين اساس كار مي كنند و معمولا براي درجه حرارتهاي بالاي 1100درجه سانتيگراد كاربرد دارند.

54-با افزايش درجه حرارت رنگ اجسام نيز تغيير مي كند و از اين طريق مي توان حدود درجه حرارت اجسام را بدست آورد ، رنگ اجسام در درجه حرارتهاي مختلف در ذيل آمده است. ( درجه حرارت بر حسب سانتيگراد است).

    520- قرمز بسيارتيره ،700- قرمز تيره ،790- آلبالوئي ، 900- آلوبالوئي روشن ، 980- قرمز،        1100- نارنجي،  1180-  زرد،  1400- شيري رنگ،  1480- سفيد ،  1588-سفيددرخشان،

به چند سئول زير پاسخ دهيد.

-چدن هاي مخصوص را توضيح دهيد ؟

-چدن هاي كروي چشم گاوي را توضيح دهيد؟

-اوستنيت ، مارتنزيت ، بينيت ، چه نوع فازهايي هستند و چگونه مي توان به اين فازها رسيد؟

-سختي كداميك از فاز هاي موجود در چدنها و يا فولادها بيشترو كداميك كمتر است؟

-عمليات حرارتي چدن ها را به طورمختصر توضيح دهيد ؟

ميكروسكوپ

 55-ميكروسكوپ دستگاهي است كه به كمك آن مي توان اجسام را با بزرگنمايي مختلف مشاهده كرد امروزه انواع مختلفي از ميكروسكپ ساخته شده است ، مهمترين آنها عبارتند از:

1/55-ميكروسكپهاي نوري (عبوري وبرگشتي)

2/55-ميكروسكوپ هاي الكتروني (STM ، ميكروسكوپ تقطيعي تونلي   و   AFM ميكروسكوپ نيروي اتمي با نوك سوزني از الماس و ميكروسكوپ ليزري ...)

56-ميكروسكوپ هاي نوري بر اساس تابش نور بر نمونه وشكست و برگشت نور كار مي كنند و از قسمتهاي زير تشكيل شده است ،

1/56-عدسي چشمي ،(استوانه ي كوتاهي كه دو عدسي در دو سر آنقرار دارد).

2/56-دسته يا بدنه كه تنه و پيچ تنظيم را نگه مي دارد.

3/56-قطعه خرطومي (صفحه رولور يا چرخان،كه براي تغيير عدسي هاي شيئي به كار مي رود).

4/56-عدسي هاي شيئي ( شامل عدسي ها با بزرگ نمايي مختلف ).

5/56-صفحه ي ميكروسكوپ ، محل قرار گرفتن جسم.

6/56-ديافراگم ،(وسيله اي براي تنظيم نور ).

7/56-منبع نور ،

8/56- و قسمت هاي ديگر مانند ، پايه ، گيره هاي صفحه ،پيچهاي تنظيم نسبي و سريع ...

 

هدف از آزمايش ميكروسكپي ظاهر ساختن جزئيات ساختارهاي فلزي است كه براي ديدن با چشم غير مسلح بسيار كوچكند . ميكروسكوپ هاي متالورژي اصولا از يك سيستم نوري (اپتيكي) و يك سيستم روشنايي تشكيل شده اند.سيستم روشنايي ممكن است شامل صافي هاي رنگي و پلاريزه كننده نيز باشند. صافي هاي سبز را معمولا براي بهبود جزئيات و صافي هاي پلاريزه كننده را براي كاهش درخشش سطحي و بهبود تجزيه مرز دانه اي بكار مي برند.

عدسي هاي شيئي برچند نوعند ، آكروماتيك (بيرنگ ) ، فلوريت ، يا آپوكروماتيك .

آزمايش ماكروسكپي فلزات عبارت است از ديدن يا مشاهده كم قدرت ( پايين تر از بزرگ نمايي × 10 )نمونه هاي متالورژيكي است ، كه براي موارد زير بكار مي رود،

شناخت عيوب ساختاري اندازه گيري دانه ها و بررسي تجمع آنها اندازه و توزيع ناخالصي هاي غير فلزي - ظاهر سازي دانه هاي شاخه اي و ستوني ، تركها ، تخلخل ها ، عمق سخت كاري شده در عمليات حرارت كربن دهي ، منطقه مؤثر گرمايي در عمليات جوشكاري و...

آزمايشگاه خواص مواد

سختي و سختي سنج ها

57-سختي مقاومتي است كه اجسام در مقابل نفوذ جسم خارجي از خود نشان مي دهند ،صنايع مختلف از سختي سنج هاي مختلفي استفاده مي كنند از جمله آنها عبارتند از ،

1/57-سختي سنجي به روش موهس    2/57-سختي سنج برينل

3/57-سختي سنج راكول       4/57-سختي سنج ويكرز .

58-در سختي سنج برينل يك ساچمه از كربور تنگستن ويا فولاد به قطر D روي جسم با نيروي P به مدت ثابتي (10  ثانيه براي آلياژهاي آهني و 30 ثانيه براي آلياژهاي غير آهني ) توسط ماشين مربوط فشار وارد مي شود، از تقسيم نيروي وارد بر سطح ايجاد شده ( سطح عرقچين كروي ) عدد سختي برينل بدست مي آيد.

BHN= P / A                                                               

59-تعيين سختي در روش راكول از روي عمق فرو رفتگي ايجاد شده در قطعه بدست مي آيد . اگر عمق فرو رفته در قطعه توسط نوك مخروطي از الماس و با نيروي P=150 Kg  ايجاد شده باشد سختي بدست آمده را ، راكول  C ،  ( Rc ) ، و اگر عمق فرورفته توسط ساچمه فو لادي و با نيروي P=100 Kg ايجاد شده باشد ، را سختي در مقياس راكول B ، ( Rb ) مي گويند ، Rc براي آلياژها با سختي بالا و Rb براي آلياژها با سختي متوسط كاربرد دارد.


نعمت الله طاهری